DE542179C

DE542179C - Selbsttaetiger Verbrennungsregler

Info

Publication number: DE542179C
Application number: DEE37570D
Authority: DE
Original assignee: ELEKTROFLO
Current assignee: ELEKTROFLO
Priority date: 1927-11-04
Filing date: 1928-06-16
Publication date: 1932-01-21

Description

Die Erfindung betrifft einen selbsttätig arbeitenden Verbrennungsregler mit elektrischer Steuerung der Luft- oder Rauchgasströmung bei Kesselfeuerungsanlagen unter Verwendung eines elektrischen Meßstromkreises und eines Steuerstromkreises, der die Luftzufuhr der wechselnden Kesselbelastung anpassen und wesentlicheAbweichungenvomrichtigenDampfdruck verhindern soll.

Es sind Verbrennungsregler bekannt, bei denen die Rauchgasströmung, abhängig von der Dampfströmung, mit Hilfe eines elektrischen Steuerstromes eingestellt wird. Soll jedoch dieser Steuerstrom unmittelbar auf die Steuereinrichtung zur Einreglung der Rauchgasströmung einwirken, so ist ein verhältnismäßig starker Strom erforderlich, um ein einwandfreies Arbeiten der Regelvorrichtung zu erzielen. Die bekannten Dampfmeßgeräte ar-

ϊο beiten aber mit kleinen Stromstärken, so daß bei ihrer Verwendung bei Kesselreglern verwickelte Einrichtungen in Verbindung mit Relais und Schaltkontakten erforderlich sind. Ferner ist es bei Verbrennungsreglern bekannt, einen getrennten Meß- und Steuerstromkreis in Verbindung mit Kontaktrelais zu benutzen, die Hilfsmotoren betätigen, wobei die Stärke des Meßstromes mittels eines Transformators entsprechend den Änderungen der impulsgebenden Größe verändert wird. Dabei laufen aber die Hilfsmotoren jeweils mit der gleichen Drehzahl, was den Nachteil hat, daß bei den kurzzeitigen Schwankungen, wie sie in den Dampfleitungen auftreten, die Gefahr des Überregelns eintritt. Außerdem werden durch dieses Pendeln die Relaiskontakte schnell abgenutzt und der Hilfsmotor stark beansprucht.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile durch eine besonders ausgebildete, elektrodynamisch beeinflußte Steuereinrichtung vermieden. Auf einen elektrodynamisch beeinflußten Drehkörper wirken eine in den Meßstromkreis und eine in den Steuerstromkreis eingeschaltete Spule gegenläufig ein. Die von den Spulen auf den Drehkörper ausgeübten Drehmomente sind verhältnisgleich mit den Stärken des Meß- und des Steuerstromes. Bei Änderungen des Verhältnisses zwischen Meßstrom- und Steuerstromstärke wird der Drehkörper in Drehung versetzt und dadurch der Regelvorgang eingeleitet. Dabei verstellt der Drehkörper einen elektrischen Widerstand im Steuerstromkreis so lange, bis das Gleichgewicht zwischen den auf den Drehkörper einwirkenden Drehmomenten wieder hergestellt ist. Ein Elektromagnet, dessen Spule in den Steuerstromkreis eingeschaltet ist, wirkt auf eine Steuervorrichtung eines durch' ein Druckmittel betriebenen Motors ein, die auch unter der Einwirkung der eingeregelten Größe steht. Es wird somit unter der Vermeidung von Kontaktrelais bei Änderungen der Kesselbelastung die

Stärke des Steuerstromes der Stärke des Meßstromes angepaßt und der Regelvorgang durch Einwirkung der eingeregelten Größe auf die Verstelleinrichtung beendet. Die Verwendung von Rückführeinrichtungen bei Verbrennungsreglern ist an sich bekannt. Zum Aufbau der ganzen Schaltung werden nur wenige, an sich verhältnismäßig einfache und in der Technik bekannte Geräte benötigt, die ein zuverlässiges Arbeiten ίο des Reglers gewährleisten.

Die Zeichnung zeigt einen Verbrennungsregler, bei dem der Erfindungsgegenstand zur Anwendung gekommen ist. Bei dem dargestellten Regler wird der Meßstrom und damit der Steuerstrom abhängig von der Dampfströmung geregelt, außerdem werden bei Änderungen des Dampfdruckes die beiden Stromkreise durch ein Druckmeßgerät mit Hilfe eines Spartransformators beeinflußt, derart, daß der ao Druck in der Dampfleitung auf seinen richtigen Wert zurückgeführt wird. Dadurch wird die Luftzufuhr nach der Feuerung in erster Linie in einem im voraus bestimmten Verhältnis zur Dampfströmung eingeregelt, und dieses Verhältnis wird bei abweichendem Dampfdruck noch zusätzlich geändert, wie es an sich bei Verbrennungsreglern bekannt ist.

Ein elektrischer Strömungsmesser r regelt einen Widerstand des elektrischen Meßstromkreises im umgekehrten Verhältnis zur Dampfströmung in der Rohrleitung 2, welche den vom Kessel abgegebenen Dampf führt. Zum Meßkreise gehören ferner eine Spule 3 und ein Teil der Wicklung eines Spartransformators 4. Der Spartransformator 4 wird von einem Wandler 5 beliefert und hat eine Reihe von Abzweigungen 6, von denen aus mittels des Kontaktarmes 7 die Verbindung nach dem Meßstromkreis herge- ^: stellt wird. Der Kontaktarm 7 ist durch ein auf den Dampfdruck ansprechendes Gerät 8 verstellbar, das an die Dampfleitung 2 angeschlossen ist und so arbeitet, daß die Stromstärke im Meßkreis bei einem fallenden Dampfdruck ansteigt und beim Ansteigen des Dampfdruckes sinkt. Die Wicklung 3 wirkt induktiv auf eine drehbar gelagerte Metallscheibe 9 und übt darauf ein zur Stromstärke proportionales Drehmoment aus. Dies läßt sich dadurch herbeiführen, daß die Wicklung 3 als eine bipolare Wicklung auf einen geeigneten, gesondert erregten Elektromagneten (der jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist) verteilt wird, in der Weise, wie es bei Induktionszählern mit Phasenverschiebung der Kraftflüsse bekannt ist. Die Scheibe 9 wirkt durch ein geeignetes Getriebe 10 auf einen verstellbaren Widerstand 11 im Steuerstromkreis ein. In diesen Kreis ist ferner eine Wicklung 12 geschaltet, welche in ähnlicher Weise wie die Wicklung 3 ausgeführt ist und induktiv auf die Scheibe 9 wirkt, derart, daß ein Drehmoment, proportional zum Steuerstrom in entgegengesetztem Sinne wie das Drehmoment, welches von der Wicklung 3 ausgeübt wird, auf die Scheibe 9 einwirkt. Im allgemeinen hat die Wicklung 12 eine kleinere Windungszahl als die Wicklung 3, so daß ein stärkerer Steuerstrom nötig ist, um das gleiche Drehmoment auf die Scheibe auszuüben wie der Meßstrom. In dem Steuerstromkreis ist ferner ein Solenoid 13 eingeschaltet, welches auf einen Eisenkern 14 einwirkt, der von einem Hebel 15 herabhängt, welcher an seinem anderen Ende eine Tauchglocke 16 trägt. Diese Glocke ist teilweise in eine Sperrflüssigkeit eingetaucht. Es wirkt auf sie die Rauchgasströmung ein entsprechend dem Druckunterschied an zwei Stellen des Rauchgasweges, der durch die Leitungen 17 und 18 auf die Tauchglocke übertragen wird. Der Hebel 15 beeinflußt ein Steuerventil 19, welches den Einlaß eines Druckmittels vom Rohr 20 durch die Rohre 21 oder 22 nach dem einen oder anderen Ende eines Steuerzylinders 23 freigibt, wodurch die Rauchgasklappe 24 verstellt wird. Ein Brennstoffanzeiger 26, der in Mengeneinheiten geeicht ist, ist in den Steuerstromkreis eingeschaltet und zeigt die jeweils der Feuerungsanlage zuzuführende Brennstoffmenge an.

Nimmt beispielsweise die Dampfströmung im Rohr 2 zu, so verkleinert das Strömungsmeßgerät ι den Widerstand im Meßkreis, so daß die Stromstärke in der Wicklung 3 vergrößert wird. Die Scheibe 9 beginnt sich zu drehen und verkleinert mittels des Getriebes 10 den Widerstand 11 im Steuerstromkreis, bis der Steuerstrom eine solche Stärke erreicht, daß das von der Wicklung 12 auf die Drehscheibe ausgeübte Drehmoment gleich dem von der Wicklung 3 ausgeübten Drehmoment ist, so daß die Scheibe 9 aufhört sich zu drehen. Auf diese Weise wird der Steuerstrom eingeregelt, bis er in einem bestimmten Verhältnis zum Meßstrom steht. Beim Ansteigen der Steuerstromstärke wirkt das Solenoid 13 mit größerer Kraft auf den Kern 14 und bringt den Hebelarm 15 aus seiner Gleichgewichtslage, wodurch das Steuerventil 19 verstellt und das Druckmittel auf der einen Seite der Steuervorrichtung 23 eingelassen wird, wodurch die Zugklappe weiter geöffnet wird. Dies führt aber zu einer Zunahme der Strömung der Rauchgase, und der auf die Tauchglocke 16 einwirkende Druckunterschied nimmt zu, bis der Hebelarm 15 sich wieder in seine normale Gleichgewichtslage zurückbewegt hat und das Steuerventil schließt, worauf eine weitere Bewegung der Zugklappe nicht mehr erfolgt.

Die Zugklappe wird somit so lange eingestellt, bis die Rauchgasmenge verhältnisgleich dem Steuerstrom und damit verhältnisgleich zur Dampfmenge ist. Denn die auf den Kern 14 wirkende Kraft ändert sich mit dem Quadrat der Steuerstromstärke, vorausgesetzt, daß der Kern nicht zu hoch magnetisch gesättigt ist,

und dieser Kraft wird von dem auf die Tauchglocke 16 ausgeübten Druckunterschied, der verhältnisgleich dem Oudrat der Rauchgasmenge ist, das Gleichgewicht gehalten. Eine Einstellung des Verhältnisses der Luftströmung zur Dampf strömung kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden, z. B. dadurch, daß das Bewegungsverhältnis der Tauchglocke i6 und des Kernes 14 einstellbar ist oder dadurch, daß das Solenoid 13 einen regelbaren Widerstand im Nebenschluß besitzt oder dadurch, daß die von den Wicklungen 3 und 12 auf die Scheibe 9 ausgeübten Drehmomente beeinflußt werden.

Bei Abweichungen des Dampfdruckes von seinem richtigen Betrag bewegt der Dampfdruckmesser 8 den Kontaktarm 7 so, daß die Kontaktstelle des Spartransformators 4, an welche die Verbindung mit dem Meßkreis gelegt ist, geändert wird. Die an den Meßkreis gelegte Spannung wird auf diese Weise eingeregelt, und die sich ergebende Änderung des Stromes im Meß- und im Steuerstromkreis wirkt dahin, daß das Verhältnis der Luftströmung zur Dampfströmung so geändert wird, daß der Dampfdruck auf seinen richtigen Betrag zurückgeführt wird. Statt zur Einstellung der Rauchgasklappe kann der Regler auch zur Reglung der Geschwindigkeit eines Ventilators zur Erzeugung künstlichen Zuges verwendet werden.

Es kann auch ein weiterer in gleicher Weise ausgebildeter Steuerstromkreis parallel zu dem ersten Steuerstromkreis vorgesehen sein, der einen Widerstand zur mechanischen Änderung der Geschwindigkeit der Brennstoffzuführungsvorrichtung oder sonstiger Hilfseinrichtungen einregelt.

Ferner können statt der Solenoide andere elektromagnetische Vorrichtungen benutzt werden, um eine Kraft hervorzubringen, die proportional dem Quadrat der Stärke des elektrischen Stromes ist.

Claims

Patentansprüche:

i. Selbsttätiger Verbrennungsregler mit elektrischer Steuerung der Luft- oder der Rauchgasströmung bei Kesselfeuerungsanlagen in Abhängigkeit von dem Dampfdruck bzw. von der Dampfentnahme oder von beiden unter Verwendung eines elektrischen Meßstromkreises und eines Steuerstromkreises, gekennzeichnet durch einen elektrodynamisch beeinflußten Drehkörper (Drehscheibe 9), der durch eine in den Meßstromkreis und durch eine in den Steuer-Stromkreis eingeschaltete Spule (3 bzw. 12), die vorzugsweise bipolar ausgeführt sind, gegenläufig beeinflußt bei Änderungen des Verhältnisses zwischen Meß- und Steuerstromstärke in Drehung versetzt wird und bei seiner Drehbewegung einen Widerstand (11) im Steuerstromkreis so lange verstellt, bis zwischen den auf den Drehkörper einwirkenden Kräften wieder Gleichgewicht herrscht.
2. Verbrennungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Meßstromkreis ein Spartransformator (4) eingeschaltet ist, der, von dem Dampfdruckmesser

(8) beeinflußt, die Spannung des Meßstromkreises ändert.
3. Verbrennungsregler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der in den Steuerstromkreis eingeschaltete Elektromagnet (14) und eine von der Luft- oder der Rauchgasströmung beeinflußte Einstellvorrichtung (Tauchglocke 16) an einem gemeinsamen Hebel (15) zur Steuerung des durch ein Druckmittel betriebenen Motors (23) zwecks Verstellung der die Luft- oder Rauch- so gasströmung steuernden Einrichtung (Regelklappe 24) angreifen.
4. Verbrennungsregler nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Steuerstromkreis ein zusätzlicher, in g₅ gleicher Weise mit einer Spule zur Einwirkung auf den Drehkörper mit einem von diesem verstellbaren Widerstand und mit einer Spule eines Elektromagneten zur Einwirkung auf das Regelglied versehener _go Steuerstromkreis zur Regelung der Geschwindigkeit der Brennstoffzuführungseinrichtung oder anderer Hilfseinrichtungen geschaltet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen