DE3812697A1 - Verfahren zur reduzierung der stoergroessenwirkung bei geblaesebrenneranlagen und geblaesebrenneranlage - Google Patents

Verfahren zur reduzierung der stoergroessenwirkung bei geblaesebrenneranlagen und geblaesebrenneranlage

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung der Auswirkung von Störgrößen auf die Verbrennung bei Gebläsebrenneranlagen, bei denen ein Brennstoff- und/oder Luftstrom entsprechend einem erwünschten Lastgrad eingestellt werden, eine Gebläsebrenneranlage mit einem Gebläsebrenner mit Luftzuführung und Brennstoffzuführung, eine Anordnung zur Messung einer relativen Dichteänderung oder, bei wenigstens nahezu konstantem Gasvolumenstrom, einer relativen Massestromänderung eines Gases in Funktion seines Druckes und seiner Temperatur sowie eine Verwendung des Verfahrens.
Es ist bei Gebläsebrenneranlagen bekannt, den Luftmassestrom und den Brennstrommassestrom, beispielsweise mittels einer Verbundsteuerung oder -regelung dem erwünschten Lastgrad entsprechend einzustellen. Um dabei bei allen Lastgraden eine mindestens genähert optimale Verbrennung sicherzustellen, insbesondere weitgehend unabhängig von der Beeinflussung durch Störgrößen, üblicherweise der Sauerstoffgehalt im Rauchgas als Regelgröße gemessen und ein Regelkreis vorgesehen, der durch Stellen von Luft- und/oder Brennstoffzufuhr den O₂-Gehalt im Rauchgas auf einem Führungswert hält. Derartige Regelungen sind technisch aufwendig, insbesondere bedingt durch die vorzusehende O₂-Meßsonde und den Regler. Es ergeben sich weiter zu lösende Stabilitätsprobleme, insbesondere in Anbetracht der regelungstechnisch schwierigen Regelstrecke, nämlich des Feuerraumes und der Rauchgaszüge bis zur Stelle der Sauerstoffkonzentrationsmessung. Derartige Stabilitätsprobleme sind durchaus lösbar, allerdings auch mit entsprechendem technischem Aufwand. Ein derartiges Vorgehen zur Optimierung der Verbrennung durch regelungstechnische Maßnahmen ist beispielsweise aus der EP-PS 00 86 337 bekannt. In vielen Fällen, so insbesondere bei Kleinbrenneranlagen, wie Haushaltbrenneranlagen, ist der für diese Regelungen zu betreibende Aufwand des öftern wesentlich zu hoch. Andererseits trägt die Gesamtheit dieser Kleinanlagen gerade maßgeblich zur Luftverunreinigung bei.
Es setzt sich deshalb die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, ein Verfahren obengenannter Gattung zu schaffen, bei welchem die genannten Nachteile der Verbrennungsregelung nicht auftreten und trotzdem eine gute Verbrennung sichergestellt ist.
Dies wird durch die Maßnahme gemäß Wortlaut des Anspruchs 1 erreicht. Es ergibt sich aus diesem höchst einfachen Vorgehen die Möglichkeit, kostengünstig, d. h. mit relativ bescheidenem technischem Aufwand, die Verbrennung bei Gebläsebrenneranlagen wesentlich zu verbessern, was ihre Störgrößenabhängigkeit anbelangt, wobei, aufgrund des Vermeidens eines Regelkreises, auch die erwähnten Stabilitätsprobleme entfallen. Dabei wird der technische Aufwand derart abgesenkt, daß nun eine drastische Verbrennungsverbesserung auch bei Kleinbrennern rentabel wird.
Dabei ergibt sich nun, daß bei bevorzugtem Vorgehen gemäß Wortlaut von Anspruch 2 der weitaus überwiegende Anteil der Störgrößeneinflüsse an derartigen Brenneranlagen bereits ausgeschaltet wird. Durch diese gezielte Auswahl gemessener Hauptgrößen, nämlich des Umgebungsluftdruckes und der Umgebungslufttemperatur, ergeben sich einerseits nur geringste Meßaufwendnungen und hinzu, dem Wortlaut von Anspruch 3 folgend, ein höchst einfacher Kompensationseingriff in den Luftmassestrom und/oder den Brennstoffmassestrom.
Soll dabei der Brennstoffmassestrom durch Eingriff auf den Brennstoffdruck zur Störgrößeneinfluß­ kompensation verstellt werden, so wird bevorzugterweise nach dem Wortlaut von Anspruch 4 vorgegangen.
Aus dem Vorangehenden geht hervor, daß für die höchst einfache, bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Luftdruck- und eine Lufttemperaturmessung in der dem Brenner zugeführten Luft notwendig ist. Selbstverständlich können diese beiden Meßwerte durch geeignete Sensoren, einen Temperaturfühler und einen Drucknehmer, ermittelt werden.
Es ergibt sich aber weiter eine weiter vereinfachende Möglichkeit, die Änderung des Luftmassestromes in Funktion des Luftdruckes und der Lufttemperatur zu messen. Dabei wird vom generell anwendbaren, erfindungsgemäßen Verfahren nach Anspruch 5 für die Dichteänderungsmessung an Gasen ausgegangen und dieses Verfahren nach dem Wortlaut von Anspruch 6 eingesetzt, um mit einer einzigen Messung direkt die Luftmassestromänderung in Funktion von Temperatur- und Druckänderung zu erfassen.
Zum Verfahren von Anspruch 5 kann ausgeführt werden, daß zwischen der relativen Änderung der Druckdifferenz zwischen Druck im Gas und Druck im Meßgas die einfache Relation besteht:
worin bedeuten:
gemessene Änderung der Druckdifferenz zwischen den Gasen bezüglich eines Druckes bei Bezugsverhältnisses,
Änderung des Druckes im Gas bezüglich des Druckes bei den Bezugsverhältnissen,
Änderung der Gesamttemperatur bezüglich der Temperatur bei Bezugsverhältnissen.
Zu Beginn des Verfahrens wird zwischen Meßgas und Gas Druckausgleich erstellt und damit die Druckbezugsgröße festgelegt. Die gemessene relative Änderung der Druckdifferenz ist gleich der relativen Dichteänderung im Gas und ist, bei wenigstens nahezu konstantem Gasvolumenstrom, wenigstens nahezu gleich der relativen Gasmassestromänderung.
Eine erfindungsgemäße Gebläsebrenneranlage zeichnet sich nach dem Wortlaut von Anspruch 7 aus, eine Anordnung zur Messung der relativen Dichteänderung eines Gases in Funktion seines Druckes und seiner Temperatur nach dem Wortlaut von Anspruch 9.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere für die Verwendung an Gebläsebrennern, die in diskreten Laststufen betrieben werden, insbesondere für ein- oder zweistufige Gebläsebrenner.
Die Erfindung wird anschließend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein verfahrenstechnisches Schema einer Gebläsebrenneranlage mit erfindungsgemäßer Störgrößenkompensation,
Fig. 2 ein verfahrenstechnisches Schema einer bevorzugten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. einer erfindungsgemäßen Anlage,
Fig. 3 ein Signalflußdiagramm der Störgrößenkompensation, wie sie bei der Anlage gemäß Fig. 2 vorgesehen ist,
Fig. 4 schematisch eine Meßanordnung für die relative Dichteänderung eines Gases in Funktion seines Druckes und seiner Temperatur bzw. der relativen Gasmassestromänderung bei konstantem Gasvolumenstrom,
Fig. 5 schematisch eine weitere bevorzugte Ausbildungsvariante eines Ausschnitts einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden, erfindungsgemäßen Gebläse­ brenneranlage.
In Fig. 1 ist schematisch ein Brenner 1 für die Verbrennung von Brennstoffen mit praktisch konstantem Heizwert, wie ein Heizöl EL, Erdgas etc. dargestellt. Dem Brenner 1 wird der Brennstoffstrom B* über eine Leitung 3 mit Stellglied 5 zugeführt und analog über eine Leitung 7 der Luftstrom L*, seinerseits gestellt durch ein Stellglied 9. Die beiden Stellglieder 5 und 9 werden durch Stellmotoren 11 und 13 angetrieben. Ein Funktionswandler 15, wie eine Kurvenscheibe oder ein elektronischer Funktionsgenerator, führt in Abhängigkeit eines Steuersignals, entsprechend dem erwünschten Lastgrad β, das Verhältnis zwischen Brennstoff- und Luftstrom.
Eine derartige Verbundsteuerung, bei der zusätzlich der Brennstoffdruck B* geregelt sein kann, ist in vielen Ausführungsvarianten bekannt.
Gemäß gestrichelter Umrandung werden nun erfindungsgemäß Störgrößen z, wie Brennstoffdruck, spezifischer Luftbedarf, Lufttemperatur, Luftdruck, Luftfeuchte, Verhältnisse am Kaminzug, mit einer Sensoranordnung 17 gemessen und, nach entsprechender Wandlung in elektrische Signale, an einer Kompensatoranordnung 19 miteinander verrechnet. Ausgangsseitig der in Fig. 1 dargestellten Kompensatoranordnung 19 werden Kompensationssignale s B und s L erzeugt, welche je einer Überlagerungseinheit 21 bzw. 23 im Brennstoffstrom- und/oder Luftstromstellpfad zugeführt werden. Damit wird der Einfluß der gemessenen Störgrößen z durch Eingriff auf den Brennstoffstrom und/oder Luftstrom kompensiert.
Wird der Einfluß der verschiedenen beispielsweise genannten Störgrößen z auf die Verbrennungsverhältnisse, d. h. auf den Luftfaktor λ im Rauchgas untersucht, so zeigt sich, daß vor allem bei Stufenbrennern der überwiegende Anteil des Gesamteinflusses auf Änderungen des Luftdruckes und der Lufttemperatur der Verbrennungsluft beruhen: z. B. bei Einstufenbrennern stammen über 90% aller Störwirkungen von Luftdruck- und Lufttemperaturänderungen. Dies, weil die übrigen Störgrößen auf die Verbrennung einen nur kleinen Einfluß nehmen oder weil sie mit Luftdruck und/oder Lufttemperatur korreliert sind.
Es ergibt sich, mindestens in erster Näherung, unter Berücksichtigung der Gasgleichung und für einen wenigstens nahezu konstant betrachteten Luftvolumenstrom, was während Betriebsphasen mit konstanter Last β erfüllt ist, zwischen relativer Luftmassestromänderung, relativer Luftdruck- und Lufttemperaturänderung, die folgende Beziehung:
Dabei bezeichnen:
die Luftmassestromänderung, bezogen auf einen Luftmassestrom bei Bezugsverhältnissen und mindestens nahezu konstantem Luftvolumenstrom,
z störgrößenbedingt,
die Luftdruckänderung in der dem Brenner zugeführten Luft, bezogen auf deren Druck bei den Bezugsverhältnissen,
die Änderung der Temperatur in der dem Brenner zugeführten Luft, bezogen auf einen absoluten Temperaturwert (K), entsprechend der Verbrennungslufttemperatur bei den Bezugsverhältnissen.
Es ist ersichtlich, daß die relative Änderung des Luftmassestromes bei wenigstens nahezu konstantem Luftvolumenstrom wenigstens nahezu gleich der Differenz der relativen Änderung des Luftdruckes und der relativen Änderung der Lufttemperatur ist, beides der dem Brenner zugeführten Verbrennungsluft. Es kann nun weiter gezeigt werden, daß die relative Änderung des Luftfaktors gleich der erwähnten relativen Änderung des Luftmassestromes in (1) ist, bzw. daß die bezogene Änderung des Sauerstoffgehaltes im Rauchgas in erster Näherung proportional zur genannten relativen Änderung des Luft­ massestromes ist.
Der Einfluß der genannten Hauptstörgrößen - Luftdruck und Lufttemperatur - wird nun erfindungsgemäß durch die Kompensationssteuerung wieder aufgehoben, bei Eingriff auf den Luftmassestrom mindestens in erster Näherung unter Einhaltung von
worin bedeutet:
komp Kompensationseingriff,
und/oder durch Eingriff auf den Brennstoffmassestrom mindestens in erster Näherung nach
Soll dabei auf den Brennstoffdruck, insbesondere auf den Sollwert einer vorgesehenen Brennstoffdruckregelung eingegriffen werden, so wird dies, mindestens in erster Näherung, nach
vorgenommen, worin bedeutet:
die Änderung des Brennstoffdruckes bezüglich des Brennstoffdruckes bei den obengenannten Bezugsverhältnissen.
In Fig. 2 ist, mit diesen Erkenntnissen, schematisch eine erfindungsgemäße Gebläsebrenneranlage, die eine Kompensationsanordnung aufweist, dargestellt, um den Einfluß der genannten Hauptgrößen zu kompensieren. Hierzu wird im Luftstrom L* des wie bereits anhand von Fig. 1 grundsätzlich aufgebauten und gespiesenen Brenners, die Lufttemperatur ϑ L und der statische Luftdruck p L gemessen. Nach entsprechender Wandlung der erfaßten Meßgrößen ϑ L und p L in elektrische Signale werden letztere einem Kompensator 25 zugeführt. Dem gemäß (1) als Überlagerungseinheit wirkenden Kompensator 25 werden im weiteren einstellbare Konstanten K p und K ϑ zugeführt, entsprechend den Normierungsgrößen und aus (1). Das Druckmeßwertsignal wird am Kompensator 25 erst mit dem Normierungsfaktor K p gewichtet und analog das Temperaturmeßwertsignal mit dem Gewichtsfaktor K ϑ. Durch Differenzbildung wird danach im Kompensator 25 der in (1) rechts ausgeführte Ausdruck elektrisch analog gebildet.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsvariante wird nun das Ausgangssignal des Kompensators 25, wie erwähnt, dem Resultat von (1) entsprechend, gemäß (2) invertiert und an einer Überlagerungseinheit 27, im Steuerpfad für den Luftstrom L*, dem lastgradabhängigen Stellsignal überlagert. Wird vorgezogen, auf den Stellsignalpfad für den Brennstoffstrom B* einzugreifen, so erfolgt dies, in Analogie, gemäß (3) an einer Überlagerungseinheit im Brenn­ stoffstromstellsignalpfad. Bei Eingriff auf den Brennstoffdruck, beispielsweise die Führungsgröße am Brennstoffdruckregler, erfolgt die Überlagerung gemäß (4) am Brennstoffdruckstell- bzw. -führungssignal.
Zur Einstellung der Gewichtungsfaktor, K p und K ϑ von Fig. 2, werden elektrische Bezugssignale, z. B. nach optimaler Einstellung der Verbrennung, beispielsweise beim Einfahren der Anlage, entsprechend den dann vorherrschenden Druck- und Temperaturwerten als p Lo und T Lo eingestellt.
In Fig. 3 ist, detaillierter, der prinzipielle Aufbau des Kompensators 25 für einen Eingriff am Luftmassestrom L* dargestellt. Als Wandler 28 bzw. 29 für die Größe ϑ L und p L können herkömmliche Sensoren mit elektrischen Ausgangssignalen, wie Thermoelemente, Widerstandsthermometer sowie Drucksensoren, eingesetzt werden.
Es stellt sich nun die weitere Aufgabe, auf möglichst einfache Art und Weise die relative Änderung des Luftmassestromes in Funktion der relativen Änderung des Luftdruckes und der Lufttemperatur zu ermitteln.
Gemäß Fig. 2 kann dies durch Einzelerfassung von Luftdruck und Temperatur, entsprechende Gewichtung und Verrechnung nach (1) vorgenommen werden.
Im folgenden wird nun aber weiter ein höchst einfaches Verbundmeßverfahren bzw. eine entsprechende Anordnung beschrieben, dessen Resultat bzw. Ausgangssignal direkt dem zu ermittelnden Wert der relativen Luftmassestromänderung entspricht, wie erwähnt unter Voraussetzung konstanten Luftvolumenstromes, worauf sich die erwähnte Größe aus der eigentlich ermittelten, relativen Luftdichteänderung ergibt. Dabei wird davon ausgegangen, daß an einem starren, abgeschlossenen, mit Gas gefüllten Behältnis, das mit einem Gas in Temperaturausgleich steht, die relative Änderung des Differenzdruckes zwischen Gefäßaußen- und -innendruck gleich der relativen Dichteänderung des Außengases und, bei konstantem Gasvolumenstrom, gleich der relativen Luftmassestromänderung des Umgebungsgases ist. Es ergibt sich mithin, mindestens in erster Näherung:
Darin bedeuten:
die Änderung der Druckdifferenz zwischen Behältnissaußen- und -innendruck bezüglich eines Druckes bei Bezugsverhältnissen,
die Änderung des Außendruckes bezüglich des genannten Druckes bei Be­ zugsverhältnissen,
die Änderung der Außentemperatur bezüglich der Temperatur bei Bezugs­ verhältnissen,
die Dichteänderung des Umgebungsgases bezüglich der Dichte bei den Bezugs­ verhältnissen,
V* den Gasvolumenstrom.
Es ist nun daraus ersichtlich, daß sich, wenn zur Festlegung der Druckbezugsgröße p ao der Innendruck gleich dem Außendruck gemacht wird, wie dies auf einfache Art und Weise durch Druckausgleich erfolgt, direkt aus einer Differenzdruckmessung zwischen Innen- und Außendruck die relative Dichte- bzw. Gasmasse­ stromänderung in Funktion von Außendruck und -temperatur ergibt.
Dieses höchst einfache Vorgehen wird, wie nachfolgend erläutert werden wird, bevorzugterweise für die Erfassung der hauptstörgrößenbewirkten Luft­ massestromänderungen an der erfindungsgemäßen stör­ größenkompensierten Gebläsebrenneranlage eingesetzt, kann aber grundsätzlich überall dort eingesetzt werden, wo eine Gasdichteänderung bzw. Gas­ massestromänderung in Funktion des Gasdruckes und der Gastemperatur erfaßt werden soll.
Gemäß Fig. 4 wird hierzu in einem geschlossenen Behälter 30 ein Gasvolumen V gekapselt. Das Gefäß 30 liegt im Gasstrom L*. Zwischen Gasstrom L* und dem Gasvolumen V besteht eine gute thermische Leitung, wie mit angedeutet, so daß T L=TV gilt. Mittels eines Differenzdrucksensors 33 wird die Differenz zwischen dem statischen Druck p a im Gasstrom L* und dem Druck p v im Gefäß 30 gemessen. Wird, als Bezugsverhältnis, vorerst der Druck im Gefäß 30 gleich dem Druck im Gasstrom L* bei einem Gasmassestrom L O* gesetzt, was durch Druckausgleich über ein Ausgleichventil 35 erfolgt, so erscheint am Ausgang des Differenzdrucksensors 33 ein Differenzdrucksignal p a-pv, welches bezogen auf den Druck p ao bei Bezugsverhältnissen, gleich der relativen Dichteänderung im Umgebungsgas L ist, die wiederum, bei wenigstens nahezu konstantem Volumenstrom V*, wenigstens nahezu gleich der Gasmassestromänderung Δ L* bezüglich denselben Bezugsverhältnissen, d. h. L O*, wird.
Wie erwähnt, ist eine Bedingung, daß das Ausgangssignal der Differenzdruckmessung mittels des Sensors 33 proportional zur relativen Dichte- bzw. Gasmassestromänderung ist, daß das Gas des Stromes L* und dasjenige im Gefäß 30 auf gleichen Temperaturen liegen. Um dies sicherzustellen, wird deshalb ein Strahlungsschutz 31 vorgesehen, welcher eine thermische Einstrahlung von außen und entsprechende Meßfehler verhindert.
In Fig. 5 ist an der Brennstoffleitung 7 eines Gebläsebrenners gemäß Fig. 2, mit einem Ventilator 37, das geschlossene Gefäß 30 angeordnet. Der Differenz­ drucksensor 33 mißt die Druckdifferenz zwischen dem statischen Druck in der strömenden Verbrennungsluft und dem Gasdruck, vorzugsweise Luftdruck, im Gefäß 30. Der Ausgangssignalhub des Sensors 33 ist null-symmetrisch. Das Ausgangssignal des Differenz­ drucksensors 33 wird einem Verstärker 39, vorzugsweise mit einstellbarer Verstärkung, zugeführt. Der Brennstoffdruck in der Leitung 3 zum Brenner wird mittels eines schematisch dargestellten Druckregelventils 41 auf einen vorgegebenen Wert geregelt, wobei der in regelndem Sinne gegen die Kraft einer Feder 43 arbeitende Ventilkörper 45 zusätzlich einen Magnetanker 47 trägt, der in zwei festen Spulen 49 und 51 läuft. Bei der einen Ausgangsspannungspolarität des Verstärkers 39 wird die Spule 49 über eine Diode D 1 und einen Spannungs-/Stromwandler 53 aktiviert, bei der anderen Polarität des Ausgangssignals des Verstärkers 39 wird über eine invers gepolte Diode D 2 und einen Spannungs-/Stromwandler 55 die Spule 51 aktiviert. Somit wird dem Ventilkörper 45 des Regelventils 41 eine Störgrößenkompensationsverschiebung durch die Kraft jeweils einer der Spulen 51, 49 polaritätsrichtig aufgezwungen und der Stellkraft der Regeldifferenz überlagert, womit die Auswirkungen der Hauptstörgrößen, nämlich der Temperatur- und Druckänderungen in der Verbrennungsluft, auf die Verbrennung durch Eingriff auf den Brennstoffstrom B* kompensiert werden. Der Aufbau des Ventils ist im Detail in der DE-PS 35 13 282 gezeigt.
Mit der einstellbaren Verstärkung am Verstärker 39 wird dabei das Steuergesetz berücksichtigt, wonach nach (4) und (5) gilt:
Um gemäß (5), (6) die Anfangs- bzw. Bezugsverhältnisse festzulegen, wird, beispielsweise bei optimal eingestelltem Brenner, Druckausgleich zwischen dem Behältnis 30 und dem Luftstrom L* mit dem schematisch dargestellten Ventil 53 erwirkt.
Da sich die Temperatur im Verbrennungsluftstrom nur langsam ändert, entstehen praktisch keine Fehler aufgrund von Temperaturausgleichsvorgängen zwischen Luftstrom L* und Luftvolumen V. Im weiteren wird die Druckänderung mittels des Differenzdrucksensors 33 praktisch verzögerungsfrei erfaßt, so daß ebenso verzögerungsfrei die notwendige Kompensation vorgenommen werden kann.

Claims (12)

1. Verfahren zur Reduzierung der Auswirkung von Störgrößen auf die Verbrennung bei Gebläsebrenneranlagen, bei denen ein Brennstoff- und/oder Luftstrom entsprechend einem erwünschten Lastgrad eingestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Teil der Störgrößen mißt und ihren Einfluß durch Eingriff auf Brennstoff- und/oder Luftstrom kompensiert.
2. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als wesentliche Störgrößen, und vorzugsweise ausschließlich, den Umgebungsluftdruck und die Umgebungslufttemperatur mißt.
3. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die störgrößenbewirkte, relative Änderung des Luftmassenstromes mindestens in erster Näherung nach ermittelt, worin bedeuten: Änderung des Luftmassestromes bezüglich eines Luftmassestromes bei Bezugsverhältnissen und wenigstens nahezu konstantem Luftvolumenstrom V*,
z störgrößenbewirkt, gemessene Luftdruckänderung bezüglich eines Luftdruckes bei Bezugsverhältnissen, gemessene Lufttemperaturänderung bezüglich einer Lufttemperatur (in K) bei Bezugsver­ hältnissen, Dichteänderung des Luftstromes bezüglich der Dichte bei Bezugsverhältnissen
und durch Eingriff auf den Luftmassestrom an der Brenneranlage mindestens in erster Näherung nach worin bedeuten:
komp Kompensationsgröße
und/oder auf den Brennstoffstrom mindestens in erster Näherung nach worin weiter bedeuten: Brennstoffmassestromänderung bezüglich eines Brennstoffmassestromes bei Bezugs­ verhältnissen,
kompensiert.
4. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Eingriff auf den Brennstoffdruck am Brenner die Kompensation mindestens in erster Näherung nach vornimmt, worin weiter bedeuten: Brennstoffdruckänderung bezüglich des Brennstoffdruckes bei Bezugsver­ hältnissen.
5. Verfahren zur Messung der relativen Dichteänderung eines Gases in Funktion seines Druckes und seiner Temperatur, oder, bei wenigstens nahezu konstantem Gasvolumenstrom, der relativen Gasmassestromänderung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein abgeschlossenes, konstantes Volumen eines Meßgases isotherm mit dem Gas betreibt und eine Druck­ differenzänderung zwischen den Gasen als Meßgröße für die relative Dichteänderung bzw. Massestromänderung im Gas erfaßt.
6. Verfahren, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als wesentliche Störgröße, vorzugsweise ausschließlich, den Umgebungsluftdruck und die Umgebungslufttemperatur erfaßt und dabei deren Einfluß auf die relative Massestromänderung im Luftstrom nach dem Verfahren von Anspruch 5 erfaßt, dabei den Luftvolumenstrom wenigstens nahezu konstant hält.
7. Gebläsebrenneranlage mit einem Gebläsebrenner mit Luftzuführung (7) und Brennstoffzuführung (3), dadurch gekennzeichnet, daß eine Störgrößenkompensationsanordnung (17, 19, 21, 23) auf die Luft- und/oder die Brennstoffzuführung eingreift.
8. Gebläsebrenneranlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Störgrößenkompensationsanordnung eingangsseitig eine Sensoranordnung (27, 29; 30) zur Erfassung der relativen Luftdruck- und -temperaturänderung aufweist, vorzugsweise als einzige Sensoranordnung zur Störgrößenerfassung.
9. Anordnung zur Messung einer relativen Dichteänderung oder, bei wenigstens nahezu konstantem Gasvolumenstrom, einer relativen Massestromänderung eines Gases in Funktion seines Druckes und seiner Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossenes, starres Behältnis mit einem Meßgas vorgesehen ist, welches mit dem Gas thermisch eng gekoppelt ist sowie eine Druckmeßanordnung (33), welche eine Differenz zwischen Druck des Gases und Innendruck im Behältnis (30) erfaßt.
10. Gebläsebrenneranlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Störgrößenkompensationsanordnung eingangsseitig eine Sensoranordnung (30) zur Erfassung der Luftdruck- und -temperaturänderung aufweist, vorzugsweise als einzige Sensoranordnung zur Stör­ größenerfassung, und die Sensoranordnung nach Anspruch 9 ausgebildet ist.
11. Anlage, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 7 oder 8 bzw. Anordnung, vorzugsweise nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Anprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältnis eine Ventilanordnung umfaßt, um zwischen Behältnis und Gas Druckausgleich zu erwirken.
12. Verwendung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche, wie nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für in Belastungsstufen betriebene Ge­ bläsebrenner, insbesondere für ein- oder zweistufige Gebläsebrenner.
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EP (1) EP0342347B1 (de)
AT (1) ATE131273T1 (de)
DE (2) DE3812697A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4109841A1 (de) * 1991-03-26 1992-10-01 Bosch Gmbh Robert Regelvorrichtung fuer gasbrenner mit einem geblaese zum zufuehren von verbrennungsluft
DE19510425A1 (de) * 1995-03-24 1996-09-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Heizgerätes
DE102005025285A1 (de) * 2005-06-02 2006-12-07 Rolf Puhlmann Messeinrichtung zur quasi kontinuierlichen Dichtebestimmung der Luft-Hauptkomponenten Sauerstoff und Stickstoff und deren Verwendung
DE102016117323B3 (de) * 2016-09-14 2017-11-02 Valeo Thermal Commercial Vehicles Germany GmbH Verfahren zur Konstanthaltung des dem Brennerraum eines mobilen Heizgerätes zugeführten Verbrennungsluft-Massenstroms und nach einem solchen Verfahren arbeitendes Heizgerät

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL95998A (en) * 1990-10-15 1995-08-31 Interactive Light Inc Apparatus and process for operating musical instruments video games and the like by means of radiation
AT399219B (de) * 1991-09-09 1995-04-25 Vaillant Gmbh Brennerbeheizter wasserspeicher
AT399234B (de) * 1992-12-21 1995-04-25 Vaillant Gmbh Drucksensorik
US5722588A (en) * 1994-04-13 1998-03-03 Nippon Soken Inc. Combustion heater
US5634786A (en) * 1994-11-30 1997-06-03 North American Manufacturing Company Integrated fuel/air ratio control system
US6363164B1 (en) 1996-05-13 2002-03-26 Cummins-Allison Corp. Automated document processing system using full image scanning
US7809473B2 (en) 2002-06-24 2010-10-05 Mks Instruments, Inc. Apparatus and method for pressure fluctuation insensitive mass flow control
US6712084B2 (en) 2002-06-24 2004-03-30 Mks Instruments, Inc. Apparatus and method for pressure fluctuation insensitive mass flow control
US7136767B2 (en) * 2002-06-24 2006-11-14 Mks Instruments, Inc. Apparatus and method for calibration of mass flow controller
US7033670B2 (en) * 2003-07-11 2006-04-25 Siemens Power Generation, Inc. LCT-epoxy polymers with HTC-oligomers and method for making the same
US20050277721A1 (en) 2004-06-15 2005-12-15 Siemens Westinghouse Power Corporation High thermal conductivity materials aligned within resins
DE102004055716C5 (de) * 2004-06-23 2010-02-11 Ebm-Papst Landshut Gmbh Verfahren zur Regelung einer Feuerungseinrichtung und Feuerungseinrichtung (Elektronischer Verbund I)
US7651963B2 (en) 2005-04-15 2010-01-26 Siemens Energy, Inc. Patterning on surface with high thermal conductivity materials
US7781057B2 (en) * 2005-06-14 2010-08-24 Siemens Energy, Inc. Seeding resins for enhancing the crystallinity of polymeric substructures
US8357433B2 (en) 2005-06-14 2013-01-22 Siemens Energy, Inc. Polymer brushes
US20090142717A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-04 Preferred Utilities Manufacturing Corporation Metering combustion control
US8191387B2 (en) 2009-05-01 2012-06-05 Owens-Brockway Glass Container Inc. System and method for controlling temperature in a forehearth

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3513282C1 (de) * 1985-04-13 1986-06-12 Programmelectronic Engineering AG, Dornach Stellmotor
EP0086337B1 (de) * 1982-02-04 1987-03-25 Programmelectronic Engineering Ag Verfahren zur Regelung des Luftüberschusses an Feuerungen sowie Regeleinrichtung zur Ausführung des Verfahrens
DE3607386A1 (de) * 1986-01-28 1987-10-08 Landis & Gyr Ag Verfahren und vorrichtung zur gas-luft-mengenregelung fuer gasgeblaesebrenner

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US424617A (en) * 1890-04-01 Thermostat
US2371428A (en) * 1941-11-08 1945-03-13 Liquidometer Corp Remote regulation of atmospheric condition
US2470742A (en) * 1944-03-06 1949-05-17 Bendix Aviat Corp Density responsive device
US2601777A (en) * 1946-01-16 1952-07-01 Niles Bement Pond Co Density measuring device
US2638784A (en) * 1951-03-19 1953-05-19 Richard S Cesaro Temperature sensing device
US3365932A (en) * 1965-08-16 1968-01-30 Ugc Instr Inc Densitometer
US3701280A (en) * 1970-03-18 1972-10-31 Daniel Ind Inc Method and apparatus for determining the supercompressibility factor of natural gas
US3818877A (en) * 1972-08-24 1974-06-25 Ford Motor Co Signal generating process for use in engine control
US4050878A (en) * 1974-05-16 1977-09-27 Autotronic Controls Corporation Electronic carburetion system for low exhaust emissions of internal combustion engines
JPS5566630A (en) * 1978-11-13 1980-05-20 Nissan Motor Co Ltd Detector for density of suction air of internal combustion engine
JPS57166416A (en) * 1981-04-04 1982-10-13 Chugai Ro Kogyo Kaisha Ltd Automatic air-fuel ratio controller of combustion equipment using preheated air
US4583936A (en) * 1983-06-24 1986-04-22 Gas Research Institute Frequency modulated burner system
JPS60105822A (ja) * 1983-11-15 1985-06-11 Kaneko Agricult Mach Co Ltd バ−ナにおける燃焼制御装置
JPS6134340U (ja) * 1984-07-31 1986-03-03 三國工業株式会社 液体燃料燃焼式流体加熱装置
GB2190515B (en) * 1986-04-15 1990-07-25 Julian Branford Todd Regenerator control by flue recirculation

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0086337B1 (de) * 1982-02-04 1987-03-25 Programmelectronic Engineering Ag Verfahren zur Regelung des Luftüberschusses an Feuerungen sowie Regeleinrichtung zur Ausführung des Verfahrens
DE3513282C1 (de) * 1985-04-13 1986-06-12 Programmelectronic Engineering AG, Dornach Stellmotor
DE3607386A1 (de) * 1986-01-28 1987-10-08 Landis & Gyr Ag Verfahren und vorrichtung zur gas-luft-mengenregelung fuer gasgeblaesebrenner

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4109841A1 (de) * 1991-03-26 1992-10-01 Bosch Gmbh Robert Regelvorrichtung fuer gasbrenner mit einem geblaese zum zufuehren von verbrennungsluft
DE19510425A1 (de) * 1995-03-24 1996-09-26 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Heizgerätes
DE19510425C2 (de) * 1995-03-24 1999-05-27 Bosch Gmbh Robert Verfahren und Vorrichtung zur Regelung eines Heizgerätes
DE102005025285A1 (de) * 2005-06-02 2006-12-07 Rolf Puhlmann Messeinrichtung zur quasi kontinuierlichen Dichtebestimmung der Luft-Hauptkomponenten Sauerstoff und Stickstoff und deren Verwendung
DE102005025285B4 (de) * 2005-06-02 2007-11-08 Rolf Puhlmann Messeinrichtung zur quasi kontinuierlichen Dichtebestimmung der Luft-Hauptkomponenten Sauerstoff und Stickstoff und deren Verwendung
DE102016117323B3 (de) * 2016-09-14 2017-11-02 Valeo Thermal Commercial Vehicles Germany GmbH Verfahren zur Konstanthaltung des dem Brennerraum eines mobilen Heizgerätes zugeführten Verbrennungsluft-Massenstroms und nach einem solchen Verfahren arbeitendes Heizgerät

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Publication number Publication date
DE58909519D1 (de) 1996-01-18
EP0342347B1 (de) 1995-12-06
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ATE131273T1 (de) 1995-12-15
EP0342347A2 (de) 1989-11-23
US5106294A (en) 1992-04-21
EP0342347A3 (en) 1990-04-04

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DE3841741C2 (de)

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