DE69602749T2

DE69602749T2 - Einrichtung zur versorgung eines luft-kraftstoffgemisches zu einem brenner mit vollständiger vormischung

Info

Publication number: DE69602749T2
Application number: DE69602749T
Authority: DE
Inventors: David Sutton
Original assignee: British Gas Corp; British Gas PLC
Current assignee: British Gas Corp; British Gas PLC
Priority date: 1995-02-16
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1999-11-11
Anticipated expiration: 2016-02-15
Also published as: WO1996025627A1; JPH10504887A; AU702004B2; GB2298059B; EP0832394A1; DE69602749D1; GB9603079D0; ES2135207T3; EP0832394B1; GB2298059A; AU4672696A; CA2212659A1

Description

Titel: Gerät zum Vorsehen eines Luft-Brennstoff-Gemisches für einen Brenner mit vollständiger Vormischung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Vorsehen eines Luft-Brennstoff-Gemisches, insbesondere eines Luft-Brenngas- Gemisches für einen Brenner mit vollständiger Vormischung.
Bei einem solchen Brenner wird Brenngas vor der Verbrennung im Brenner mit Luft in einer Vorkammer gemischt.
Das Brenngas wird üblicherweise aus einer Versorgungsleitung geliefert, während die Luft durch ein Gebläse zugeführt wird.
Um eine unvollständige Verbrennung des Brenngases und die Erzeugung von giftigem Kohlenmonoxidgas zu verhindern, ist man gewöhnlich bestrebt, die Volumen-Strömungsrate von Luft über der Rate zu halten, die theoretisch für eine vollständige Verbrennung des Gases notwendig ist. Im typischen Fall beträgt dieser Überschuß etwa 30%, und man sagt dann von dem Brenner, daß er mit 130% des stöchiometrischen Luftbedarfs oder, kurz ausgedrückt, "bei 130% Belüftung" arbeitet.
Erfindungsgemäß umfaßt ein Gerät zum Vorsehen eines Luft- Brennstoff-Gemisches für einen Brenner mit vollständiger Vormischung eine Einrichtung zur Lieferung von Brennstoff an den Brenner, eine Einrichtung zum Zuführen von Luft mit einer variablen Strömungsrate zur Bildung des Gemisches, eine Einrichtung zum Abtasten der Belüftung der Verbrennungsprodukte und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Luft-Strömungsrate in Abhängigkeit von der abgetasteten Belüftung, so daß die Luft- Strömungsrate ausreicht, um die Belüftung bei oder nahe bei einem vorbestimmten Wert zu halten, wobei die Steuereinrichtung bei Gebrauch die Luft-Strömungsrate bei einem aus einer Anzahl von unterschiedlichen vorbestimmten Werten hält, die in Form einer geometrischen Reihe vorliegen, gekennzeichnet durch einen konstanten Wert des Verhältnisses zwischen aufeinanderfolgenden Werten.
Zweckmäßig enthält die geometrische Reihe eine vorbestimmte Anzahl Nmax von Termen oder Ausdrücken, wobei jeder Ausdruck in Übereinstimmung mit folgender Beziehung ist:
QN = Q&sub1; · R(N-1)
Dabei ist:
QN die jeweilige Luftströmungsrate beim N-ten Schritt in der vorbestimmten Reihe von Schritten;
Q&sub1; die Luft-Strömungsrate bei Schritt eins in der Reihe und bildet daher die niedrigste der zugelassenen Strömungsraten,
R ein konstanter Ausdruck gleich dem gemeinsamen Verhältnis der geometrischen Reihe ist, wobei der Wert von R entsprechend der zwischen aufeinanderfolgenden Schritten in der Strömungsrate gewünschten Auflösung gewählt wird; und
N eine Zahl, die einmalig jeden einzelnen Schritt definiert und einen untersten Wert eins und einen obersten Wert Nmax hat, wobei letzterer gemeinschaftlich bestimmt wird durch den gewählten Wert der Konstante R und des Größenverhältnisses zwischen der höchsten und der niedrigsten vorzusehenden Strömungsrate.
In geeigneter Weise wird der Konstante R ein Wert von 1,025 zugeordnet.
Der Vorteil der Vornahme einer Änderung auf der Basis einer geometrischen Reihe von Strömungsratenwerten besteht darin, daß eine solche Änderung als eine prozentuale Änderung des bestehenden Wertes der Strömungsrate ausgeführt werden kann.
Vorzugsweise weist die Erfindung zur Zuführung von Brennstoff mit einer variablen Rate ein modulierendes Brennstoffventil mit einer variablen Öffnung auf, um die Brennstoff-Strömungsrate zu verändern.
Die Einrichtung zum Zuführen von Luft mit einer variablen Rate weist vorzugsweise ein Gebläse mit variabler Drehzahl auf. Alternativ weist die Einrichtung zum Zuführen von Luft mit einer variablen Rate ein Drosselventil auf.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer häuslichen Verbrennungsanlage in einer gasbefeuerten häuslichen Heizungsanlage, zusammen mit dem Steuergerät dafür, und
Fig. 2 ein schematisches Schaltbild, das veranschaulicht, wie das Wärme-Bedarfssignal erzeugt wird.
In Fig. 1 ist ein häusliches Verbrennungssystem dargestellt, das einen Gasboiler 1 innerhalb eines raumdichten Gehäuses 2 aufweist, das an der Innenfläche einer Außenwand 3 eines Anwesens befestigt ist. Der Boiler 1 enthält einen Gasbrenner 4 mit vollständiger Vormischung, der an einer Hülle 5 dicht angebracht ist, wobei der Gasbrenner so eingerichtet ist, daß er nach unten in einen oberen Teil der Hülle 5 feuert, die eine Brennkammer bildet.
Die Hülle 5 endet in einem unteren Abgasrohr 6, das einen vertikalen Teil 7 unmittelbar unter der Hülle und einen horizontalen Teil 8 aufweist, der mit dem vertikalen Teil 7 verbunden ist und sich mit einem Spiel oder Freiraum 9 durch ein Loch in der Wand 3 hindurch erstreckt. Der Freiraum 9 wird durch den horizontalen Teil eines geflanschten Auslasses 10 gebildet. Der horizontale Teil 8 des Rauchgasabzugs hat einen Umfangsflansch 11, der von der Außenfläche 12 der Wand 3 beabstandet ist. Der Flansch 11 bildet mit einem geflanschten Schutz 13 in der Wand, die den Freiraum 9 umgibt, und mit der Außenoberfläche 14 des horizontalen Abgasrohr-Teilstücks 8 einen Lufteinlaß der sogenannten "balanced flue" variety (symmetrische Bauart).
Der Brenner 4 hat eine Vorkammer 15, unter der sich eine Brennerplatte 16 befindet. Stromaufwärts von der Vorkammer 15 gelegen, befindet sich eine Mischkammer 17, wo Luft und Brenngas sich treffen und vor der Verbrennung gemischt werden.
Luft für den Brenner 4 wird durch ein Gebläse 18 mit veränderlicher Drehzahl geliefert, das mit der Mischkammer 17 verbunden ist. Brenngas für den Brenner 4 wird durch ein Gas- Zuführrohr 19 zugeführt, welches mit der Mischkammer 17 in Verbindung steht. Das Gas wird aus einer unter Druck stehenden Versorgungsleitung in herkömmlicher Weise zugeführt, aber die Gas-Strömungsrate wird durch ein in der Gasleitung befindliches modulierendes Gasventil 20 und ein Absperr-Gasventil 21 gesteuert. Das modulierende Gasventil 20 hat einen Öffnungsquerschnitt, der veränderbar ist, um eine Änderung der Strömungsrate des Brenngases vorzusehen.
Ein Rohrwerk 22 ist vorgesehen, um kaltes Wasser dem Boiler 1 zuzuführen und erwärmtes Wasser diesem zu entnehmen, wobei ein Teilstück 23 des Rohrwerks 22 serpentinenartig verläuft und hauptsächlich in der Hülle 5 angeordnet ist, damit das Wasser durch die Verbrennungsprodukte erhitzt werden kann, wobei das Teilstück 23 eine Verrippung 24 aufweist, um den Wärmeaustausch zwischen den Verbrennungsgasen und dem Wasser zu verbessern. Wasser wird durch die Teilstücke 22, 23 und in einem Heißwasser- und Zentralheizungssystem (nicht dargestellt) durch eine Wasserpumpe 25 gepumpt.
Die Verbrennungsanlage wird durch eine Steuereinrichtung oder einen Controller in Form einer mikroelektronischen Steuerbox 26 gesteuert. Diese steuert das Gebläse 18 über eine Leitung 27, das modulierende Gasventil 20 über eine Leitung 28 und das Gas-Absperrventil 21 über eine Leitung 29.
Ein Heißwasser-Temperaturfühler 32, der auf einem äußeren Teil des Rohrteilstücks 23 angeordnet ist, liefert ein Spannungs-Signal an die Steuerbox 26 über eine Leitung 33. Wenn die Wassertemperatur übermäßig hoch ist, dann wird die Steuerbox 26 die Ventile 20, 21 über die Leitung 28 bzw. 29 schließen und dadurch einen weiteren Betrieb des Brenners 4 verhindern, bis die Wassertemperatur auf einen bestimmten niedrigeren Wert gefallen ist.
Ein kombinierter Zünder und Flammen-Fehldetektor 34, der unmittelbar unter der Brennerplatte 16 angeordnet ist, kommuniziert in zwei Richtungen mit der Steuerbox 26 mittels einer Leitung 35. Die Vorrichtung 34 ist ein Standardmerkmal, das keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet und nur der Vollständigkeit halber erwähnt wird.
Zwischen dem Gebläse 18 und der Mischkammer 17 ist eine Differenzdruck-Abtastbaugruppe 36 angeordnet, die einen membranbetätigten Schalter aufweist, der mit Umschaltkontakten versehen ist sowie mit einer Öffnungsplatte, durch die die Luftströmung für die Verbrennung verläuft und folglich im Druck um einen Betrag abfällt, der in einer vorhersagbaren Weise zur Rate der Luftströmung in Beziehung steht. Die Membrane sitzt in einer Kammer, die dadurch in zwei Abteilungen unterteilt wird, von denen jede mit einer anderen Seite der Öffnungsplatte verbunden, aber sonst abgedichtet ist. Der Durchmesser der Membrane wird so gewählt, daß der bewegliche Finger des Schalters (nicht dargestellt) sich vom Nulldruck- (oder "Ruhe"-) Kontakt löst und am Druckkontakt angreift, sobald die Druckdifferenz an der Membrane auf eine gewählte Stärke ansteigt; und der Durchmesser der Öffnung wird so gewählt, daß diese Stärke bei einer gewissen vorbestimmten Luft-Strömungsrate erhalten wird, und zwar unter einem besonderen Satz von Betriebsbedingungen. Wenn der Schalter bei der durch das Gebläse 18 gelieferten vorbestimmten Luft-Strömungsrate aktiviert wird, liefert er ein Signal über die Leitung 37 an die Steuerbor 26 zu Zwecken, die nachfolgend noch beschrieben werden.
Ein die Anforderung von Wärme anzeigendes Signal wird an die Steuerbox 26 entlang der Leitung 38 von einem Anforderungs- Signalprozessor 39 geliefert, wobei die Verbindungen zu diesem in Fig. 2 schematisch dargestellt sind. Der Prozessor 39 empfängt Signale von einem Raumtemperaturfühler 40 entlang einer Leitung 41, von einem Heißwassertemperaturfühler 42 entlang einer Leitung 43, von einem Boilerwassertemperaturfühler 44 entlang einer Leitung 45, von einem Heißwasser- Zylinderthermostat 46 entlang einer Leitung 47 und von einem Zentralheizungs/Heißwasser-Programmierer 48 entlang einer Leitung 49 und einer Leitung 50.
Aus den verschiedenen empfangenen Signalen errechnet der Prozessor 39 ein passendes Wärmebedarfssignal zur Übertragung an die Steuerbox 26 entlang der Leitung 38. Der Prozessor 39 kann eine im wesentlichen herkömmliche Vorrichtung sein: Er bildet kein eigentliches Teil der vorliegenden Erfindung.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gebläse 18 mit variabler Drehzahl ein frei im Handel erhältliches Teil mit einem bürstenlosen Gleichstrommotor und einem Sensor zum Beliefern der Steuerbox 26 mit Signalimpulsen, die in der Frequenz der Drehgeschwindigkeit des Gebläses 18 proportional sind. Die Steuerbox 26 liefert Energie und ein Steuersignal an den Motor und empfängt Impulse vom Drehzahlsensor, alles über die mehradrige Leitung 31. Das Steuersignal wird als Zug oder Kette von Rechteckimpulsen mit einer Frequenz von 1000 Hz geliefert, erzeugt durch die Steuerbox 26, wobei die Dauer jedes 0-5-V-Impulses der Kette durch die Steuerbox 26 über den Bereich von 0,0000-0,0010 Sekunden veränderbar ist, um die Drehzahl des Gebläses 18 zu steuern. Das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Impulsen vom Drehzahlsensor wird durch die Steuerbox 26 gemessen, in eine Drehgeschwindigkeit in Umdrehungen pro Minute umgesetzt und kodiert. Dieser Wert wird dann verglichen mit einer Reihe ähnlicher kodierter Bezugswerte, die im ROM in der Steuerbox 26 festgehalten sind, und jede Differenz, die zwischen dem abgetasteten und jedem ausgewählten der Bezugswerte besteht, wird durch Einregelung der Dauer der dem Motor des Gebläses 18 zugeführten Steuerimpulse auf null reduziert. Auf diese Weise kann die Steuerbox 26 die Gebläsedrehzahl entsprechend dem ausgewählten Bezugswert erreichen und aufrechterhalten. Bei einer Verbrennungsanlage des in Fig. 1 dargestellten Typs ist, wenn andere Faktoren konstant bleiben, die Luft-Strömungsrate sehr nahe proportional der Drehgeschwindigkeit des Gebläses. Vorausgesetzt, daß die Leistung des Gebläses unter den gegebenen Bedingungen ausreichend ist, wird daher die Steuerbox 26 in der Lage sein, jede beliebige aus einer Auswahl von alternativen Luft- Strömungsraten sehr nahe durch Einregelung der Dauer der Steuerimpulse zu besorgen, um so den Gebläsedrehzahl-Bezugswert und den aktuellen Gebläsedrehzahlwert, der durch das Signal vom Sensor am Gebläse 18 angegeben wird, gleichzumachen.
Die Tabelle 1 veranschaulicht schematisch die ersten 12 Reihen einer Daten-Nachschlagetabelle, die im ROM in der Steuerbox 26 gespeichert ist.
Die erste Kolonne oder Spalte der Tabelle umfaßt "N", die Schrittzahl, die die Zahl oder Nummer eines Ausdrucks in der geometrischen Reihe repräsentiert, die die Basis für die Strömungssteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet, wie oben beschrieben.
Die zweite Kolonne oder Spalte in der Tabelle umfaßt die jeweilige Gas-Strömungsrate G in Kubikmetern/Stunde (m³/h) entsprechend jeder besonderen Schrittzahl N. Die dargestellten Schritte decken einen Bereich von Gas-Strömungsraten ab zwischen einem Minimum von 0,35 m³/h und 0,46 m³/h bei Schritt N = 12. Die Strömungsrate bei jedem Schritt ist annähernd 2,5% größer als die beim vorangehenden Schritt, was den beabsichtigten Wert (1,025) für das gemeinsame Verhältnis der geometrischen Reihe widerspiegelt.
Die dritte Spalte in der Tabelle umfaßt die jeweilige Gebläsedrehzahl F in Umdrehungen pro Minute (U/min) entsprechend jedem Wert von N in Spalte 1 der Nachschlagetabelle. Die dargestellten Schritte decken Gebläsedrehzahlen im Bereich von 1050 U/min bei N = 1 bis 1378 U/min bei N = 12 ab. Die Strömungsrate bei jedem Schritt ist annähernd 2,5% größer als die beim vorangehenden Schritt.
Die vierte Spalte in der Tabelle umfaßt die jeweilige Antriebsspannung Vmgv in Volt entsprechend jedem Wert von N in der Tabelle für die Betätigung des modulierenden Ventils 20.
Die fünfte Spalte in der Tabelle umfaßt die nominelle Dauer Lcp der Gebläsedrehzahl-Steuerimpulse in Mikrosekunden entsprechend jedem Wert von N, wie über die Leitung 27 geliefert.
Bei Erstellung einer solchen Tabelle wird jede Kombination von Gas-Strömungsrate und Gebläse-Drehzahl ausgewählt, um ein vorbestimmtes Luft/Gas-Strömungsratenverhältnis vorzusehen, das einer beabsichtigten prozentualen Belüftung des brennbaren Gemisches entspricht, wobei ein gegebenes Brenngas von einer angenommenen theoretischen Lufterfordernis für die Verbrennung (m³ Luft/m³ Brenngas) und ein Gebläse von angenommenen Leistungseigenschaften in einer Verbrennungsanlage von einer angenommenen Strömungswiderstandseigenschaft normal arbeiten. Um die maximal mögliche Leistung aus der Verbrennungsanlage sicherzustellen, kann das beabsichtigte Luft/Gas-Strömungsraten- Verhältnis entsprechend der Gas-Strömungsrate variabel gemacht werden. Diese Verfeinerung ist jedoch beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht angenommen worden. Es werden später Verfahren zur Kompensierung von Abweichungen von den Umständen beschrieben, die bei Erstellung der Datennachschlagetabelle angenommen wurden, so daß das Luft/Gas-Strömungsraten-Verhältnis wie beabsichtigt aufrechterhalten werden kann.
Zur Erleichterung der Erklärung sind die Daten in Tabelle 1 als gewöhnliche Zahlen angegeben. In Wirklichkeit aber sind alle tabellarischen Daten in Digitalform gespeichert, und zwar im Einklang mit der normalen Praxis. Insbesondere sind die Gas- Strömungsraten in Spalte 2 als digitale Spannungen gespeichert, die für diese Gas-Strömungsraten auf der Basis eines festgelegten Skalierungsfaktors repräsentativ sind. Es versteht sich, daß die Spalten 3 und 5 Eintragungen bis zu einem Wert von Nmax enthalten können, der höher liegt als derjenige, bis zu welchem sich Eintragungen in den Spalten 2 und 4 erstrecken.
Das Programm, das durch die Steuerbox 26 beim vorliegenden Ausführungsbeispiel befolgt wird, soll nunmehr in Umrissen beschrieben werden.
Ein Schlüssel für alle Symbole, die in der Beschreibung verwendet werden, ist in Tabelle 2 aufgezeigt.
Das Programm beginnt durch Rückstellung auf null im RAM, für spätere Programmzwecke, von zwei weiter unten beschriebenen Parametern CFS und M. Dann liest es die Leitung 38 ab, um festzustellen, ob an der Leitung eine Spannung von mindestens gleich einem voreingestellten Wert Vmin anliegt. Ist eine solche Spannung vorhanden, so deutet dies das Vorhandensein einer Wärmeanforderung von einer äußeren Quelle 39 her an, wie oben erläutert. In diesem Fall wird die Steuerbox 26 Routine- Sicherheitschecks wie bei bekannten Verbrennungs- Steuereinrichtungen durchführen. Wenn diese Gefahr andeuten, wird ein Wert null im RAM für eine Wegweiser-Variable S gespeichert, und die ganze weitere Aktion wird in einem Zustand "Lockout" belassen, bis der Benutzer das Programm zu seinem Ausgangspunkt zurückdirigiert, indem er einen herkömmlichen "Reset"-Schalter an der Steuerbox 26 drückt, wobei dies außerdem das Programm veranlaßt, den Wert S auf eins zu ändern.
Wenn die Sicherheitschecks keine Gefahr aufdecken, sucht die Steuerbox 26 aus dem ROM den Wert für (NCO)*, eine Bezugs- Schrittzahl, die eine Gebläsedrehzahl angibt, die als ausreichend für die Betätigung des Schalters in der Baugruppe 36 angenommen wurde, als die Nachschlagetabelle erstellt wurde. Die Steuerbox 26 wird dann entlang der Leitung 27 eine Kette von Gebläsedrehzahl-Steuerimpulsen erzeugen und liefern, wie vorher beschrieben, wobei die Dauer Lcp dieser Impulse diejenige ist, die in Spalte 5 der Nachschlagetabelle in der Reihe für N = (NCO)* aufgelistet ist. Wenn die Drehzahl des Gebläses 18 beständig geworden ist, wird die Steuerbox 26 feststellen, ob eine Spannung am Druckkontakt des Umschalters in der Baugruppe 36 anliegt. Ist dort keine, so wird der Wert von Lcp in Bezug auf den Maximalwert von 0,0010 Sekunden überprüft; und wenn Lcp nicht auf dem Maximalwert bei dieser Stufe ist, wird die Steuerbox 26 Lcp erhöhen, eine geeignete Pause für eine Änderung der Gebläsedrehzahl einlegen und den Druckkontakt des Umschalters erneut überprüfen. Dies setzt sich fort, bis entweder eine Spannung an diesem Kontakt erscheint oder der Wert von Lcp 0,0010 Sekunden wird. Im letzteren Fall wird im Interesse der Sicherheit die Steuerbox 26 S = 0, Lcp = 0 und "Lockout" einstellen, wie oben beschrieben.
Im anderen Fall wird die Steuerbox 26 jedoch den Wert von messen und aus der Nachschlagetabelle die zugeordnete nominelle Schrittzahl (Ncp)CO suchen. Diese Zahl wird dann im RAM der Zweckmäßigkeit halber gespeichert, wenn mehr als ein Versuch, den Brenner zu zünden, sich als notwendig erweisen sollte, oder wenn die Flamme einige Zeit nach Inbetriebnahme des Brenners erlöschen sollte. Die Steuerbox 26 wird dann die Gebläsedrehzahl F messen und aus der Nachschlagetabelle die entsprechende Schrittzahl N = NCO suchen und im RAM speichern. Sie wird als Nächstes den Wert von (NCO)* nachschlagen und den Strömungsschalter-Gebläsedrehzahl-Korrekturfaktor CFS auswerten, und zwar aus der Gleichung:
CSF = NCO - (NCO)* (1)
Der Faktor CFS wird im RAM für späteren Gebrauch gespeichert, wie noch beschrieben wird. Wenn die Betriebsumstände genau denjenigen entsprechen sollten, die bei Erstellung der Nachschlagetabelle angenommen wurden, dann würde CFS null sein.
Nach einer Pause von tp Sekunden, während welcher frische Luft durch die Verbrennungsanlage hindurch geblasen wird, um diese von Restprodukten aus der vorherigen Verbrennung und von jeglichen Brenngasspuren freizuspülen, die durch das geschlossene Ventil 21 hindurch eingedrungen sein könnten, wird die Steuerbox 26 die Gebläsedrehzahl-Schrittzahl für die Zündung N = Ni abschätzen, gegeben durch die verallgemeinerte Gleichung:
Ni = 1 + CFS + B, (2)
wobei
B = ein Brennstoff-Variabilitäts-Index ist, der nachfolgend beschrieben wird.
Der Index B ist eine Konstante, die im Programm der Steuerbox 26 während der Herstellung oder Installation der Heizungseinrichtung voreingestellt wird, wobei der Wert von B so gewählt wird, daß er den Grad der Änderung reflektiert, der bei den Eigenschaften des Brenngases erwartet wird, das durch den Brenner 4 zu verwenden ist. Wenn keine bedeutende Veränderung erwartet wird, würde der Index B auf null voreingestellt.
Die Steuerbox 26 wird nun in der Tabelle den nominellen Wert von Lcp für die Schrittzahl N = Ni nachschlagen und Impulse von dieser Dauer auf der Leitung 27 liefern. Als Nächstes wird sie die stetige Gebläsedrehzahl F messen, die sich zur rechten Zeit ergibt, und wiederum die Nachschlagetabelle konsultieren, um die entsprechende Schrittzahl N = NF zu suchen. Wenn NF von Ni abweicht, wird die Dauer der Steuerimpulse geändert und der Prozeß wiederholt, bis die Differenz beseitigt ist. Ist dies erreicht, wird die Steuerbox 26 aufhören, Lcp einzuregeln, den erreichten Wert messen und die entsprechende Schrittzahl N = (Ncp)i aus der Nachschlagetabelle suchen und in RAM einspeichern. Sie wird dann zunächst den Zünder der Vorrichtung 34 und ein paar Sekunden später die Spule des Gas-Absperrventils 21 erregen, damit Brenngas zum Brenner durch das modulierende Ventil 20 hindurch strömen kann, das aufgrund dessen, daß es in diesem Stadium nicht erregt ist, in einer teilweise offenen Stellung gegen einen internen Anschlag sitzt. Wenn nach einer Zeit ti Sekunden keine Flamme durch den Detektor der Vorrichtung 34 entdeckt wird, dann wird die Steuerbox 26 die Stromzufuhr zum Zünder und zum Ventil 21 abschalten.
Als Nächstes wird die Steuerbox 26 aus dem RAM den Wert I abrufen, einen Zündungs-Versuchsindex, dem ein Wert null oder eins, je nach erforderlichen Umständen, durch das Programm zugeordnet sein kann. Im vorliegenden Fall, da kein vorheriger Zündversuch unternommen worden war, wird der gespeicherte Wert von I null sein, so wird das Programm I auf den neuesten Stand, nämlich auf eins bringen und erneut versuchen, eine Flamme am Brenner 4 zustande zu bringen. Um dies zu tun, wird es aus dem RAM die Schrittzahl N = (Ncp)CO abrufen, den entsprechenden Wert von Lcp nachschlagen, Steuerimpulse dieser Dauer liefern und die oben mit Bezug auf den anfänglichen Zündversuch beschriebenen Schritte wiederholen. Dabei werden die Parameter NCO, (Ncp)CO und CFS, wenn nötig, revidiert, oder die Steuerbox 26 wird alternativ in der oben beschriebenen Weise ein "Lockout" aufbauen, wenn die Steuerimpulsdauer auf ihren maximalen Wert von 0,0010 Sekunden ansteigen sollte, ohne daß eine Spannung am Druckkontakt des Umschalters erscheint. Wenn eine Flamme beim zweiten Versuch nicht erscheint, wird die Steuerbox 26, da nun I = 1 ist, S = 0, Lcp = 0 und dann "Lockout" (Sperren) einstellen. Wenn die Flamme jedoch bei einem der Versuche aufgebaut wird, so wird der Zünder aberregt, und ein Wert I = 0 wird in den RAM eingespeichert.
Der Sicherheit halber wird die Steuerbox 26 nunmehr prüfen, ob bei abgeschaltetem Zünder eine Flamme am Detektor der Vorrichtung 34 präsent bleibt. Wenn nicht, wird ein Versuch, die Flamme wieder zu entzünden, unternommen. Dazu wird die Steuerbox 26 die Stromzufuhr zum Ventil 21 abschalten, einen Wert I = 1 in den RAM einspeichern und durch den Rest der oben für einen zweiten Zündversuch beschriebenen Prozedur gehen.
Existiert eine Flamme am Detektor, so wird die Steuerbox 26 die Leitung 38 abfragen, um festzustellen, ob noch ein Wärmebedarf besteht. Wenn, was unüblich ist, kein weiterer Bedarf vorliegt, dann wird die Steuerbox die Stromzufuhr zum Ventil 21 abschalten, Lcp = 0 setzen, um das Gebläse zu stoppen, und eine neue Wärmeanforderung abwarten. Wenn allerdings der Bedarf noch da ist, wird die Steuerbox 26 bestimmte Standard- Sicherheitstests durchführen. Sollten diese eine gewisse Gefahr zeigen, wird das Programm S = 0 einstellen, das Ventil 21 aberregen, Lcp = 0 setzen und auf "Lockout" gehen.
Wenn man aber für den vorliegenden Zweck davon ausgeht, daß die Sicherheitsüberprüfungen erfolgreich beendet sind, so wird die Steuerbox 26 einen Betriebsperioden-Timer starten und den Wert des Parameters M prüfen. Wenn das Programm der Steuerbox 26 von seinem Ausgangspunkt aus in Tätigkeit gekommen ist, wird der Wert von M null sein. In diesem Fall wird das Programm in den RAM einen vorläufigen Wert eins für den Parameter NG einspeichern, der weiter unten noch definiert wird.
Als Nächstes wird die Steuerbox 26 aus dem RAM den existierenden Wert für N'G herausholen, diesen an einer anderen Adresse in den RAM mit dem Bezugswert (N'G)E einspeichern und sich anschicken, die Schrittzahl N = N'G festzulegen, die am nächsten der aktuellen Wärmeanforderung von einer externen Quelle 39 her entspricht.
Dazu wird die Steuerbox 26 zunächst das Spannungssignal auf der Leitung 38 messen und skalieren, und zwar auf der Annahme, daß der Heizwert des Brenngases auf dem Wert liegt, der bei Erstellung der Nachschlagetabelle angenommen wurde. Sollte diese Annahme in einem besonderen Fall nicht zutreffen, so werden die mit der externen Quelle 39 verbundenen Temperatur-Sensoren dies rechtzeitig als Defizit oder alternativ als einen Exzeß bei einer gewünschten Temperatur im Medium (Wasser oder Raumluft), das erwärmt wird, erkennen, und die Quelle 39 wird dann das Spannungssignal auf der Leitung 38 in einem Sinne ändern, der dazu tendiert, die Temperaturdiskrepanz zu beseitigen. Die skalierte Spannung wird codiert und mit der Reihe von codierten Spannungen verglichen, die in Spalte 2 der Nachschlagetabelle gespeichert sind und die Gas-Strömungsraten durch das modulierende Gasventil 20 hindurch repräsentieren. Dieser Vergleich wird den am ehesten geeigneten Eintrag in der Tabelle identifizieren, und zwar auf der Basis des angenommenen Heizwertes, um dem besonderen Bedarf an Wärme zu genügen. Daraus wird die Steuerbox 26 aus Spalte 1 der gleichen Tabelle die entsprechende Zahl N'G zum Einstellen der Antriebsspannung Vmgv für das modulierende Ventil 20 identifizieren und vorläufig im RAM speichern.
An dieser Stelle wird der Wert des Parameters M erneut geprüft. Sollte M = 0 sein, so wird das Programm der Steuerbox 26 im RAM einen Wert eins für den Parameter N"G speichern, der den Arbeitswert der die Antriebsspannung für das Ventil 20 steuernden Schrittzahl repräsentiert. In jedem Fall wird die Steuerbox 26 dann feststellen, ob die Schrittzahlen N'G und (N'G)E gleich sind. Wenn dies der Fall ist, wird das Programm zu dem vorher beschriebenen Punkt zurückkehren, wo es feststellte, ob eine Flamme noch am Detektor der Vorrichtung 34 vorhanden war, nachdem der Zünder abgeschaltet worden war. Danach werden alle beschriebenen Schritte erneut durchgeführt.
Wenn N'G und (N'G)E aber nicht gleich sind, wird die Steuerbox 26 feststellen, ob der verlangte Wert N'G zulässig ist. Dazu wird sie aus dem RAM die gegenwärtigen Werte der Steuerimpulse-Schrittzahl und der Gebläsedrehzahl-Schrittzahl (im allgemeinen Fall jeweils als Ncp bzw. (N" A) bezeichnet) zurückrufen und sie in den RAM an neuen Adressen, jeweils als (Ncp)E bzw. (N"A)E bezeichnet, wieder einspeichern. Beim Rückruf von (Ncp)E und (N"A)E wird die Steuerbox 26 die Gleichung (3) unten verwenden, um eine oberste Begrenzungs-Schrittzahl (N'G)P zur Steuerung des Ventils 20 zu definieren:
(N'G)P = Nmax - [(Ncp)E - (N"A)E] - CFS - B, (3),
wobei Nmax die maximale Schrittzahl ist, die in der Nachschlagetabelle gespeichert ist.
In dem besonderen Fall, wo der Brenner seinen Betrieb gerade aufgenommen hat, werden die Parameter (Ncp)E und (N"A)E die Werte (Ncp)i bzw. Ni annehmen.
Vorausgesetzt, N'G überschreitet den Begrenzungswert (N'G)P nicht, so wird die Steuerbox 26 den Wert N'G ohne Modifikation annehmen; sonst wird stattdessen der geringere Wert (N'G)P angenommen. In jedem Fall wird der angenommene Wert im RAM als die Schrittzahl N"G gespeichert, die zur Einstellung des Ventils 20 verwendet wird.
Nachdem die Steuerbox 26 auf diese Weise N"G identifiziert hat, wird sie eine entsprechende neue Schrittzahl N"A zur Steuerung der Drehzahl des Gebläses 18 abschätzen und in den RAM einspeichern, und zwar unter Verwendung der Gleichung
N"A = N"G + CFS + B (4)
Wenn sie aus dem RAM die Werte von N"A, (Ncp)E und (N"A)E abruft, wird die Steuerbox 26 eine Ziel-Steuerimpuls-Schrittzahl Ncp abschätzen und in den RAM einspeichern, die gegeben ist durch die Gleichung:
Ncp = (N"A - (N"A)E) + (Ncp)E (5)
Die Steuerbox 26 wird nun den Zielwert und den bestehenden Wert von Ncp miteinander vergleichen, um die erforderliche Änderungsrichtung der Schrittzahl zu bestimmen. Im vorliegenden Fall, wenn der Brenner mit seiner Mindestrate arbeitet, und angenommen, daß der bestehende und der angenommene Wert von N"G ungleich sind, wird als natürliche Folge eine Zunahme des Brenner-Wärmeausgangs verlangt. Die Steuerbox 26 wird daher durch eine Anzahl von Schritten die Impulsdauer Lcp und dann durch die gleiche Anzahl von Schritten (nach einer Pause, damit die Änderung der Gebläsedrehzahl teilweise in Gang kommt) die Antriebsspannung Vmgv für das Ventil 20 auf einen Wert steuern, der einer Schrittzahl NG entspricht. Sie wird dann diese Schrittzahl NG vorübergehend notieren, die die Gas-Strömungsrate steuert, diese mit dem Zielwert N"G vergleichen und den Änderungsprozeß fortsetzen, bis die entsprechenden Ziel- Schrittzahlen Ncp und N"G gleichzeitig erreicht werden. Diese schrittweise Prozedur dient dazu, jede Übergangsreduzierung des Luft/Gas-Strömungsratenverhältnisses zu begrenzen, die entstehen würde, wenn das modulierende Ventil 20 schnelle als das Gebläse 18 auf eine gegebene Änderung in der Schrittzahl ansprechen würde. Nach jeder Stufe der Änderung der Einstellung des Gebläses 18 und des modulierenden Ventils 20 wird die Steuerbox 26 prüfen, ob die Flamme nicht ausgelöscht worden ist.
Als Nächstes wird die Steuerbox 26 die aktuelle Gebläsedrehzahl F messen, die entsprechende Schrittzahl N = NF suchen und die Differenz [N]&sub1; = (N"A - NF) abschätzen. Normalerweise werden diese Schrittzahlen gleich sein, so daß deren Differenz null sein wird, und das Programm wird fortschreiten zum Ausgangspunkt der "Geschlossenschleife"- Betriebsart. Wird jedoch festgestellt, daß NF N"A überschreitet, so wird die Steuerbox 26 die Steuerimpuls-Schrittzahl Ncp zurückrufen, diese um den Differenzbetrag reduzieren und diesen neuen Wert von Ncp im RAM speichern. Die Steuerbox 26 wird dann die entsprechende neue Impulsdauer Lcp nachschlagen und liefern, die resultierende Gebläsedrehzahl messen, wenn diese beständig geworden ist, den Wert NF identifizieren und die neue Differenz (N"A - NF) auswerten. Wenn ausnahmsweise eine Ungleichheit weiter besteht, wird die beschriebene Prozedur wiederholt, bis NF gleich N"A geworden ist.
Wenn im Gegensatz dazu NF kleiner als N"A befunden wird, dann wird die Steuerbox 26 Ncp zurückrufen, aus der Nachschlagetabelle den Wert von Nmax suchen, die Differenz [N]&sub2; = (Nmax - Ncp) abschätzen und folgende Gleichung auswerten:
E = (Nmax - Ncp) - (N"A - NF) = [N]&sub2; - [N]&sub1; (6),
wobei E der Überschuß an übrigbleibenden Schrittzahlen eist, wenn das Defizit (N"A - NF) nur durch Aufwärtseinstellung von NF gutgemacht würde.
Wenn E nicht weniger als null ist, wird die Steuerbox 26 einen neuen Wert für den Parameter Ncp = [Ncp + (N"A - NF)] abschätzen und diesen Wert im RAM speichern. Sie wird dann aus der Nachschlagetabelle den entsprechenden Wert für die Steuerimpulsdauer Lcp identifizieren und entlang der Leitung 27 Impulse dieser Dauer erzeugen und absenden, um die Drehzahl des Gebläses 18 zu erhöhen. Die Steuerbox 26 wird wiederum die Gebläsedrehzahl messen, wenn diese beständig geworden ist, den neuen Wert von NF identifizieren und den Prozeß wiederholen, wenn sich dies ausnahmsweise als notwendig erweisen sollte, so daß NF gleich N"A werden kann.
Sollte E geringer als null sein, dann wird allerdings die Steuerbox 26 zunächst N"G zurückrufen und revidieren, und zwar in einen neuen Wert, der durch den Betrag E reduziert ist, den reduzierten Wert im RAM speichern und aus der Nachschlagetabelle den entsprechenden Wert von Vmgv identifizieren und einstellen, um die Rate der Brenngasströmung zu mindern. Zweitens wird sie unter Verwendung der Gleichung (4) einen neuen Wert für die Ziel-Gebläsedrehzahl-Schrittzahl N"A in geeigneter Weise für den revidierten Wert von N"G abschätzen und im RAM speichern; und drittens wird sie Lcp auf den Maximalwert von 0,0010 Sekunden einstellen und im RAM die entsprechende Schrittzahl Ncp Nmax speichern. Als Nächstes wird die Steuerbox 26 wieder die beständige Gebläsedrehzahl F messen, aus der Nachschlagetabelle den entsprechenden Wert für NF identifizieren, den reduzierten Wert von N"A zurückrufen und die neue Differenz (N"A - NF) abschätzen. Sollte (in Ausnahmefällen) NF immer noch geringer als N"A sein, so wird die Steuerbox 26 eine weitere Reduzierung bei N"G anwenden, was bis zum Defizit (N"A - NF) beträgt, wobei die Steuerimpulsdauer bei 0,0010 Sekunden bleibt. Dies wird sicherstellen, daß NF gleich N"A werden wird. Die Steuerbox 26 wird diesen letzteren Wert von N"G im RAM speichern und ihn als den Arbeitswert verwenden, aus dem die Antriebsspannung Vmgv für das modulierende Ventil 20 zu identifizieren und einzustellen ist.
Bei erreichtem beabsichtigtem Strömungsratenverhältnis wird die Steuerbox 26 die verstrichene Zeit top am Betriebszyklus- Timer ablesen. Wenn diese eine vorbestimmte Zeitdauer überschreitet (z. B. 20 Minuten), wird die Steuerbox 26 diesen Timer rückstellen, die Stromzufuhr zum Absperrventil 21 abschalten, Vmgv = 0 einstellen und die oben beschriebene Prozedur für erneutes Zünden einer erloschenen Flamme befolgen. Dabei werden die Parameter Nco, (Ncp)CO und CFS erneut ausgewertet und im RAM gespeichert. Der auf den neuesten Stand gebrachte Wert für den Faktor CFS wird danach angenommen, wenn die Gleichungen (2) und (4) angewandt werden. Dies stellt sicher, daß die Steuerbox 26 in enger Fühlung mit wichtigen Faktoren bleibt, wie z. B. die Leistung des Gebläses 18 und die Strömungswiderstands- Charakteristik der Verbrennungsanlage, sollten diese dahin tendieren, sich während ausgedehnter Perioden ständiger Wärmeanforderung zu ändern.
Nach Beendigung dieser Operationen, oder wenn die abgelaufene Zeit am Betriebszyklus-Timer weniger als beträgt, wird das Programm der Steuerbox 26 zu dem vorher beschriebenen Punkt zurückkehren, wo es feststellte, ob die Flamme am Detektor der Vorrichtung 34 immer noch vorhanden war, nachdem der Zünder abgeschaltet worden war. Von da an werden alle vorhergehenden Schritte wieder in der beschriebenen Weise durchgeführt.
Sollten die Sicherheitsüberprüfungen an dieser Stelle zeigen, daß die Wärmeanforderung aufgehört hat oder daß die Temperatur am Sensor 32 am Rohrteilstück 23 übermäßig hoch geworden ist, so wird das Programm der Steuerbox 26 die Energiezufuhr zum Gas-Absperrventil 21 abschalten, die Parameter Vmgv und Lcp beide auf null stellen, um die Flamme zu löschen, und in "Standby" (Bereitschaft) gehen in Erwartung einer neuen Wärmeanforderung von der Quelle 39 her.
Bei Empfang derselben wird die Steuerbox 26 wieder einmal durch die Prozedur für den vorher beschriebenen Brennerstart gehen und dabei die Parameter NCO, (Ncp)CO und CFS erneut auswerten. Der neue Wert von CFS wird in den RAM eingespeichert und angenommen, wenn die Gleichungen (2) bis (4) als Nächstes eingesetzt werden.
Weil die Erfindung einen Betriebszyklus-Timer enthält, um eine reguläre Neubeurteilung der Betriebsumstände und des Index B sicherzustellen und teilweise mögliche Veränderungen der Eigenschaften des Brenngases zu berücksichtigen, sollte, was wesentlich ist, der Brenner 4 über fast seine gesamte Betriebszeit mit einer prozentualen Belüftung arbeiten, die dicht bei der vom Konstrukteur beabsichtigten liegt oder mit dieser identisch ist. Dies wird die Erzeugung von unerwünschten Nebenprodukten des Verbrennungsprozesses minimieren und die Lebensdauer des Brenners und die Leistung der Einrichtung, die er bedient, maximieren.
Obwohl ferner bei Brenngas vom angenommenen Heizwert eine gewisse Reduzierung der Wärmeleistung da sein wird, wenn die endgültige Einstellung N"G geringer ist als die verlangte Einstellung N'G, und zwar vom Standpunkt des Betreibers her, ist das Vorgehen nach der vorliegenden Erfindung vorteilhafter als die herkömmliche Philosophie. Bei letzterer würde der Betrieb des Brenners 4 überhaupt unterbunden, wenn bei einer vorbestimmten nominellen Gebläsedrehzahl das Gebläse 18 unfähig würde, bei einem beabsichtigten Luft/Gas- Strömungsratenverhältnis die Maximalrate der Brenngasströmung zu stützen, die das Ventil 20 nach Werkseinstellung zuzulassen hätte. Ein solcher Fehler würde im typischen Fall durch das Nichterscheinen einer Spannung am Druckkontakt eines Umschalters wie dem in der Baugruppe 36 angezeigt.
Es ist festzustellen, daß in der Praxis die meisten Operationen bei der Steuerung von Heizung und Verbrennung das Ansprechen auf oder Vornehmen von prozentualen Änderungen in Variablen notwendig machen anstatt Absolutgrößenänderungen. Für einen solchen Zweck ist ein auf geometrischer Reihe basierendes Steuerschema ideal geeignet, da eine geometrische Reihe charakterisiert ist durch ein festes Verhältnis zwischen aufeinanderfolgenden Termen in der Reihe; mit anderen Worten: es gibt eine festgelegte prozentuale Differenz zwischen solchen Termen. Um daher beispielsweise eine Zunahme von X% in einer Variablen vorzunehmen, wird es notwendig sein, durch die Reihe um grob (X/100r) Terme voranzugehen, wobei r die prozentuale Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Termen der Reihe ist; oder, genau genommen, um eine Anzahl von Termen C, gegeben durch die Formel:
wobei
R das gemeinsame Verhältnis der geometrischen Reihe ist.
Log bezeichnet den Logarithmus der gezeigten Mengen für jede gewünschte Basis.
Die prozentuale Änderung X kann natürlich im Wert negativ sein, wobei in dem Fall die Quantität C die Anzahl von Termen definiert, die vom existierenden Term zurück in Richtung auf den Anfang der Reihe zu durchlaufen sind.
Die Zahl C kann daher als ein algebraisch additiver Korrekturfaktor für den Term angesehen werden, der die existierende Größe angibt, in der die Änderung von X% vorzunehmen ist. Dies ist das Prinzip, das dem Gebrauch der obigen Gleichungen (1) bis (6) zugrunde liegt. Durch diese Methode werden Berechnungsvorgänge, die im wesentlichen multiplikativ sind, in additive Operationen umgeformt, die in Verbindung mit Daten aus der Nachschlagetabelle leichter durchzuführen sind. Die notwendigen Berechnungsvorgänge können mit einer viel geringeren Speicherkapazität durchgeführt werden, als sie erforderlich wäre, wenn z. B. eine arithmetische Reihe als Basis für die Steuerung verwendet würde. Dies spart Kosten, ohne einen Kompromiß hinsichtlich Flexibilität und Auflösungsvermögen des Steuersystems eingehen zu müssen.
In Wirklichkeit ist die Wahl von X auf Werte beschränkt, die sich aus ganzzahligen Werten von C ergeben, da nichtganzzahlige Werte von C keine praktische Bedeutung haben würden. Durch Einsatz eines ausreichend kleinen Wertes für das gemeinsame Verhältnis R kann der Grad der Auflösung zwischen den Werten der gesteuerten Variable entsprechend den aufeinanderfolgenden Termen so fein gemacht werden, wie es im Hinblick auf Begrenzungen, die durch Unvollkommenheiten in der Steuerungs- Hardware gesetzt sind, erwünscht oder notwendig oder nützlich sein kann. Tabelle 1

Tabelle 2

Schlüssel der Symbole

B Brennstoff-Variabilitätsindex, dessen Wert während der Herstellung oder Installation in der Steuerbox voreingestellt wird.
C Anzahl der Terme, die zu durchlaufen sind, um eine Änderung von X% in einer Variablen vorzunehmen, die in Übereinstimmung mit einer geometrischen Reihe gesteuert wird.
CFS Auf den neusten Stand gebrachter Wert des Strömungsschalter-Gebläsedrehzahl-Korrekturfaktors, definiert durch Gleichung 1.
E Überschuß von Schrittzahlen, definiert durch Gleichung 6.
F Aktuelle Gebläsedrehzahl (U/min).
I Zündungs-Versuchszahl mit einem Wert von 0 oder 1.
Lcp Dauer der auf der Leitung 27 gelieferten Gebläsedrehzahl- Steuerimpulse.
M Programm-Steuermarkierer-Variable mit einem Wert von 0 oder 1.
[N]&sub1; Differenz (N"A - NF) zwischen gewünschter und aktueller Gebläsedrehzahl-Schrittzahl.
[N]&sub2; Differenz (Nmax - Ncp) zwischen dem in der Nachschlagetabelle gespeicherten maximalen Schrittzahlwert und der für die Einstellung der Dauer der Gebläsedrehzahl-Steuerimpulse in Gebrauch befindlichen Schrittzahl.
N"A Schrittzahl entsprechend der gewünschten Gebläsedrehzahl, definiert durch Gleichung 4.
(N"A)E Existierender gespeicherter (vorheriger) Wert der gewünschten Gebläsedrehzahl-Schrittzahl.
NCO Schrittzahl entsprechend der Gebläsedrehzahl, bei der eine Spannung am Druckkontakt des Schalters in der Baugruppe 36 erscheint.
(NCO)* Nominell ausreichender (Bezugs-)Wert von NCO.
Ncp Schrittzahl, die für die Einstellung der Dauer der Gebläsedrehzahl-Steuerimpulse verwendet wird.
(Ncp)CO Schrittzahl, welche die Dauer der Gebläsedrehzahl- Steuerimpulse steuert, wenn die Gebläsedrehzahl- Schrittzahl NCO erreicht ist.
(Ncp)E Existierender gespeicherter (vorheriger) Wert der Schrittzahl für die Einstellung der Dauer der Gebläsedrehzahl-Steuerimpulse.
(Ncp)i Schrittzahl, welche die Dauer der Gebläsedrehzahl- Steuerimpulse reguliert, wenn die aktuelle Gebläsedrehzahl der Schrittzahl Ni entspricht.
NF Schrittzahl entsprechend einer aktuellen Gebläsedrehzahl F.
NG Schrittzahl, welche die Antriebsspannung für das Ventil 20 vorübergehend auf einen festen Wert einreguliert, während die Gebläsedrehzahl während einer Änderung des Brenner-Wärmeausgangs abgeändert wird.
N'G Schrittzahl, die am nächsten der Wärmeanforderung entspricht.
(N'G)E Existierender gespeicherter (vorheriger) Wert der Schrittzahl N'G.
(N'G)F Maximal zulässige Schrittzahl zur Regulierung des Ventils 20, definiert durch Gleichung 3.
N"G Angenommener Wert der Schrittzahl zur Regulierung des Ventils 20.
Ni Gebläsedrehzahl-Schrittzahl, die für die Brennerzündung gewünscht wird, definiert durch Gleichung 2.
Nmax Maximaler Schrittzahlwert, der in der Nachschlagetabelle gespeichert ist.
r Prozentuale Differenz zwischen aufeinanderfolgenden Termen in der geometrischen Reihe.
R Gemeinsames Verhältnis einer geometrischen Reihe.
S Wegweiser-Variable, die das Programm nach "Standby" oder "Lockout" führt, abhängig davon, ob ihr Wert jeweils 1 oder 0 ist.
ti Maximal zulässige Verzögerung beim Aufbau der Flamme während des Zündvorgangs.
tp Erforderliche Spülzeit während des Zündvorgangs.
top Abgelaufene Zeit am Betriebszyklus-Timer.
t*op Voreingestellte nominelle Maximalzeitdauer des ununterbrochenen Betriebs des Brenners.
Vmgv Antriebsspannung für das modulierende Gasventil 20.
Vmin Mindestwert der Ausgangsspannung von der externen Quelle 39 her, bezeichnend für eine Wärmeanforderung.
X Prozentuale Änderung einer Variablen.

Claims

1. Gerät zum Vorsehen eines Luft-Brennstoff-Gemisches für einen Brenner mit vollständiger Vormischung, mit einer Einrichtung zur Lieferung von Brennstoff mit einer variablen Strömungsrate an den Brenner, mit einer Einrichtung zum Zuführen von Luft mit einer variablen Strömungsrate zum Brennstoff, um ein Gemisch zu bilden, und mit einer Steuereinrichtung zur Steuerung der Brennstoff-Strömungsrate in Abhängigkeit von einem Wärmeausgangsbedarf und der Luft-Strömungsrate in Abhängigkeit von der Brennstoff-Strömungsrate, wobei die Steuereinrichtung bei Gebrauch die Rate der Brennstoffströmung bei einem von einer Anzahl unterschiedlicher vorbestimmter Werte hält, die in Form einer geometrischen Reihe vorliegen, wobei das Verhältnis zwischen aufeinanderfolgenden Werten konstant ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem die geometrische Reihe eine vorbestimmte Anzahl Nmax von Ausdrücken enthält, wobei jeder Ausdruck in Übereinstimmung mit folgender Beziehung ist:

Qn = Q&sub1;xR(N-1),

wobei

QN die Gas-Strömungsrate oder Gebläsedrehzahl beim N-ten Schritt in der vorbestimmten Reihe von Schritten ist,

Q&sub1; die Gas-Strömungsrate oder Gebläsedrehrahl bei Schritt eins in der Reihe ist,

R ein konstanter Ausdruck gleich dem gemeinsamen Verhältnis der geometrischen Reihe ist, wobei der Wert von R entsprechend der zwischen aufeinanderfolgenden Schritten in der Brennstoff- oder Gebläsedrehzahl-Strömungsrate gewünschten Auflösung ausgewählt wird, und

N eine Zahl ist, die einmalig jeden einzelnen Schritt identifiziert und einen untersten Wert eins und einen obersten Wert Nmax hat, wobei letzterer gemeinschaftlich bestimmt wird durch den gewählten Wert der Konstante R und des Größenverhältnisses zwischen der höchsten und der niedrigsten Rate der Brennstoffströmung oder der vorzusehenden Gebläsedrehzahlen.

3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Konstante R ein Wert von 1,025 zugeordnet ist.

4. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Einrichtung zur Lieferung von Brennstoff mit einer variablen Rate ein modulierendes Brennstoffventil mit einer veränderbaren Öffnung zur Änderung der Brennstoff-Strömungsrate aufweist.

5. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Einrichtung zum Zuführen von Luft mit einer variablen Rate ein Gebläse mit veränderbarer Drehzahl aufweist.

6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Einrichtung zu Zuführen von Luft mit einer variablen Rate ein Drosselventil aufweist.

7. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der vorbestimmte Wert der Gebläsedrehzahl, der irgendeinem vorbestimmten Wert der Brenngas-Strömungsrate zugeordnet ist, automatisch veränderbar ist, um die Rate der Luftströmung und die Rate der Gasströmung bei oder im wesentlichen bei einem beabsichtigten Verhältnis zu halten, sollte der Strömungswiderstand oder die Leistung des Gebläses sich ändern.

8. Gerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der vorbestimmte Wert der Gebläsedrehzahl, der irgendeinem vorbestimmten Wert der Brenngas-Strömungsrate zugeordnet ist, entsprechend einem erwarteten Grad der Änderung der Eigenschaften des Brenngases manuell voreinstellbar ist, um die Änderung der Belüftung des Brennstoff-Luft-Gemisches zu minimieren, sollte die erwartete Änderung der Brenngaseigenschaften eintreten.