EP0614050A1 - Heizeinrichtung - Google Patents

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EP0614050A1
EP0614050A1 EP94250047A EP94250047A EP0614050A1 EP 0614050 A1 EP0614050 A1 EP 0614050A1 EP 94250047 A EP94250047 A EP 94250047A EP 94250047 A EP94250047 A EP 94250047A EP 0614050 A1 EP0614050 A1 EP 0614050A1
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heating device
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Rolf Bächli
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Roger Meier
Klaus Richter
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N.V. VAILLANT S.A.
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Vaillant GmbH
Vaillant Ltd
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Vaillant Austria GmbH
Joh Vaillant GmbH and Co
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
Vaillant BV
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Definitions

  • the invention relates to a heating device with a burner fed by a gas mixture formation pipe, which is preceded by a blower on the inlet side and which is assigned a gas supply pipe provided with a gas nozzle and controlled by a gas valve, which projects into the gas mixture formation pipe through an air inlet and in which a pressure measuring point for detecting the mixture pressure is arranged, which is connected via a measuring channel to a gas valve controlling the gas valve, the fan and a combustion chamber surrounding the burner being arranged in a chamber provided with a supply opening for the fresh air.
  • Such a heating device was known for example from EP 479 216.
  • vibrations occur due to unbalance of the fan, but also due to turbulence caused by the blades of the fan, which lead to a corresponding development of noise.
  • the aim of the invention is to propose a heating device of the type mentioned at the outset which enables mechanical damage to be detected in a simple manner.
  • an analog pressure sensor is arranged on the measuring channel and another channel ending in the combustion chamber, which is connected to a sound decoder, which in turn is connected to a speed sensor monitoring the blower, the sound decoder if the frequency response of the Signals of the pressure sensor from a predetermined course as a function of the speed of the fan delivers a blocking signal for the gas valve.
  • a memory for interference vibrations is assigned to the pressure sensor.
  • the measuring channel and the channel ending in the combustion chamber are guided through the connection console of the gas fitting arranged on the outside of the combustion chamber, in which the analog pressure sensor is located.
  • Another object of the invention is to provide a method for operating a heating device according to the invention.
  • the analog pressure sensor is designed as a differential pressure meter, the two pressure chambers of which are connected to the measuring channel and the further channel.
  • the speed of the fan is brought to a value which is brought at least 50% above that when the burner is switched off before the fuel supply is released to the burner again and after several shutdowns the burner is locked and locked within a certain time due to a blocking signal from the sound decoder.
  • a control device having a microprocessor is provided, a logging memory also being provided, in which the lockouts can be stored and read out via a logging interface.
  • the heating device according to FIG. 1 has a blower 1 which is provided with a gas mixture formation tube 2 which ends in a vacuum chamber 4 surrounded by a housing 10.
  • a pressure sensor 6 with a transmitter is arranged on this console 9, and the pressure is measured via a measuring channel 11 running in sections on the outside of the gas supply pipe 3 the pressure in the vacuum chamber 4 is detected in the interior of the gas mixture formation tube 2 and via a further channel 12 which ends in the interior of the vacuum chamber 4.
  • the vacuum chamber 4 has an air supply opening 13 and is otherwise tight.
  • the air supply opening 13 is penetrated by an exhaust pipe 14, which is connected to a combustion chamber 8.
  • the fan 1 is flanged to the top of the combustion chamber 8, a burner 7 and a heat exchanger 15 being arranged in the combustion chamber 8.
  • Fig. 2 shows schematically the function of the gas valve.
  • the gas flows via valves 16 to a pressure regulator 17, to which the pressure value P K in the region of the gas mixture formation tube 2 and the pressure value P L are fed from the interior of the vacuum chamber 4 via the measuring channel 11 and the channel 12 and which, according to these values Regulates gas pressure.
  • the gas flows to the gas supply pipe 3 via a main throughput throttle valve 18 and a nozzle 19.
  • the pressure transmitter 6 is also connected to the measuring channel 11 and the channel 12.
  • This pressure transmitter 6 is shown schematically in FIG. 3.
  • the space delimited by a housing 20 is divided by a membrane 21, the two sides of the membrane being acted upon by the pressure P L or the pressure P K.
  • This membrane 21 is caused to vibrate on both sides by pressure fluctuations and acts via an extension 27 and a stop 28 on a ceramic bending beam 22 with electronics 23 attached, which supplies a signal corresponding to the pressure fluctuations.
  • This signal is fed to a sound decoder 24 and is compared by it with a signal pattern predetermined in a memory 25 in a comparator 26, which corresponds in each case to a specific speed of the fan 1. If the signal curve of the pressure sensor does not correspond to the specified one, the sound decoder emits a blocking signal to one of the gas valves 6, as a result of which the burner 7 is stopped. The burner can then be restarted at a higher fan speed.

Abstract

Heizeinrichtung mit einem von einem Gasgemisch-Bildungsrohr gespeisten Brenner, dem eingangsseitig ein Gebläse vorgeordnet ist und dem ein Gaszuführrohr zugeordnet ist, das in das Gasgemisch-Bildungsrohr durch einen Lufteinlaß hineinragt und in dem eine Druckmeßstelle zur Erfassung des Gemischdruckes angeordnet ist, die über einen Meßkanal mit einer ein Gasdruck-Regelventil steuernden Gasarmatur verbunden ist, wobei das Gebläse und ein den Brenner umgebender Brennraum in einer mit einer Zuführöffnung für die Frischluft versehenen Unterdruckkammer angeordnet sind. Um bei einer solchen Heizeinrichtung einen abnormalen Betriebszustand rasch zu erkennen, ist vorgesehen, daß an den Meßkanal (11) und einen weiteren in der Unterdruckkammer (4) endenden Kanal (12) ein analoger Drucktransmitter (6) angeordnet ist, der mit einem Tondecoder verbunden ist, der seinerseits mit einem das Gebläse (1) überwachenden Drehzahlgeber verbunden ist, wobei der Tondecoder bei Abweichung des Frequenzganges des Signales des Drucktransmitters (6) von einem vorgegebenen Verlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl des Gebläses (1) ein Sperrsignal für das Gasventil (16) liefert. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Heizeinrichtung mit einem von einem Gasgemisch-Bildungsrohr gespeisten Brenner, dem eingangsseitig ein Gebläse vorgeordnet ist und dem ein mit einer Gasdüse versehenes, von einem Gasventil gesteuertes Gaszuführrohr zugeordnet ist, das in das Gasgemisch-Bildungsrohr durch einen Lufteinlaß hineinragt und in dem eine Druckmeßstelle zur Erfassung des Gemischdruckes angeordnet ist, die über einen Meßkanal mit einer das Gasventil steuernden Gasarmatur verbunden ist, wobei das Gebläse und eine den Brenner umgebende Brennkammer in einer mit einer Zuführöffnung für die Frischluft versehenen Kammer angeordnet sind.
  • Eine solche Heizeinrichtung wurde zum Beispiel durch die EP 479 216 bekannt. Bei diesen bekannten Heizeinrichtungen kommt es aufgrund von Unwuchten des Gebläses, aber auch von durch die Schaufeln des Gebläses verursachten Turbulenzen zu Schwingungen, die zu einer entsprechenden Lärmentwicklung führen. Außerdem ist es bei solchen Heizeinrichtungen wesentlich, mechanische Schäden, wie zum Beispiel Lagerschäden des Gebläses, frühzeitig zu erkennen, um Folgeschäden zu vermeiden, was bei den bekannten Heizeinrichtungen nur sehr schwer möglich ist.
  • Ziel der Erfindung ist es, eine Heizeinrichtung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die eine Erkennung von mechanischen Schäden auf einfache Weise ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß an dem Meßkanal und einem weiteren in der Brennkammer endenden Kanal ein analoger Drucksensor angeordnet ist, der mit einem Tondecoder verbunden ist, der seinerseits mit einem das Gebläse überwachenden Drehzahlgeber verbunden ist, wobei der Tondecoder bei Abweichung des Frequenzganges des Signales des Drucksensors von einem vorgegebenen Verlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl des Gebläses ein Sperrsignal für das Gasventil liefert.
  • Die im normalen Betrieb des Gebläses und des Brenners auftretenden Schwingungen, die durch kleine Unwuchten des Gebläses, aber auch die an den Schaufeln des Gebläses auftretenden Verwirbelungen bedingt sind, weisen eine gewisse Abhängigkeit von der Drehzahl des Gebläses auf. Dabei zeigen die Signale des analogen Drucktransmitters beim normalen Betrieb einen von der Drehzahl des Gebläses abhängigen Verlauf bezüglich deren Frequenz und deren Amplitude.
  • Weicht der Verlauf des Signales des Drucksensors von einem vorgegebenen Muster ab, so wird dies von dem Tondecoder erkannt. Dadurch kann der Brenner rasch stillgesetzt werden.
  • Weiter kann vorgesehen sein, daß dem Drucksensor ein Speicher für Störschwingungen zugeordnet ist.
  • Auf diese Weise ist es möglich zu erkennen, ob Störschwingungen vorgelegen haben, die zu einer Auslösung einer Regelabschaltung des Gasventiles sowie zu Drehzahländerungen des Gebläses geführt haben.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Meßkanal und der in der Brennkammer endende Kanal durch die Anschlußkonsole der an der Außenseite der Brennkammer angeordneten Gasarmatur geführt sind, in der sich der analoge Drucksensor befindet.
  • Auf diese Weise ergeben sich sehr kurze Kanäle, wodurch die Druckschwankungen kaum gedämpft werden.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Heizeinrichtung anzugeben.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der analoge Drucksensor als Differenzdruckmesser ausgebildet ist, dessen beide Druckräume mit dem Meßkanal und dem weiteren Kanal verbunden sind.
  • Auf diese Weise können die durch Unwuchten beziehungsweise die durch die Schaufelblätter des Gebläses hervorgerufenen Turbulenzen beziehungsweise die durch diese hervorgerufenen Druckschwankungen erfaßt werden.
  • Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß nach einer Abschaltung des Brenners aufgrund eines Sperrsignales des Tondecoders bei einer nachfolgenden Wiedereinschaltung des Brenners die Drehzahl des Gebläses auf einen Wert gebracht wird, der zumindest um 50 % über jenem bei der Abschaltung des Brenners gebracht wird, bevor die Brennstoffzufuhr zum Brenner wieder freigegeben wird und nach mehrmaligem Abschalten aufgrund eines Sperrsignals des Tondecoders innerhalb einer bestimmten Zeit der Brenner verriegelnd abgeschaltet wird.
  • Auf diese Weise ist es möglich, auftretende Brennkammerschwingungen zu erfassen und, bevor sie zu einem hohen Geräuschpegel führen, den Brenner abzustellen und danach mit einer höheren Drehzahl des Gebläses den Brenner neu zu starten. Dadurch kann ein Betriebsbereich des Brenners, in dem ein erhöhter Geräuschpegel auftritt, vermieden werden. Gleichzeitig wird dadurch auch die Erkennung von mechanischen Schäden des Brenners beziehungsweise seines Gebläses ermöglicht. Von einem solchen ist dann auszugehen, wenn der Verlauf des Signales des analogen Drucksensors auch nach einem mehrmaligen, zum Beispiel einem dreimaligen Start des Brenners nicht einem vorgegebenen Muster entspricht.
  • Weiter kann vorgesehen sein, daß eine einen Mikroprozessor aufweisende Steuereinrichtung vorgesehen ist, wobei weiter ein Protokollierspeicher vorgesehen ist, in dem die Störabschaltungen einspeicherbar und über eine Protokollierschnittstelle auslesbar sind.
  • Auf diese Weise ist es für den Kundendienst durch einfaches Anschließen eines Lesegerätes an die Protokollierschnittstelle möglich, die Anzahl der Störabschaltungen abzufragen und entsprechende Wartungsintervalle festzulegen.
  • Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine erfindungsgemäße Heizeinrichtung,
    Fig. 2
    ein Funktionsschema der Heizeinrichtung nach der Fig. 1 und
    Fig. 3
    schematisch einen Drucksensor mit einem Transmitter.
  • Die Heizeinrichtung nach der Fig. 1 weist ein Gebläse 1 auf, das mit einem Gasgemisch-Bildungsrohr 2 versehen ist, das in einer von einem Gehäuse 10 umgebenen Unterdruckkammer 4 endet.
  • In dieses Gasgemisch-Bildungsrohr 2 ragt ein zu ihm koaxiales Gaszuführrohr 3 hinein, wobei dieses Gaszuführrohr 3 die Wand des Gehäuses 10 durchsetzt und Teil einer Konsole 9 ist, die an der Außenseite des Gehäuses 10 befestigt ist und zusammen mit einem Gasregelblock 5 die Gasarmatur bildet.
  • An dieser Konsole 9 ist ein Drucksensor 6 mit einem Transmitter angeordnet, der über einen abschnittweise an der Außenseite des Gaszuführrohres 3 verlaufenden Meßkanal 11 den Druck im Inneren des Gasgemisch-Bildungsrohres 2 und über einen weiteren, im Inneren der Unterdruckkammer 4 endenden Kanal 12 den Druck in der Unterdruckkammer 4 erfaßt.
  • Die Unterdruckkammer 4 weist eine Luftzuführöffnung 13 auf und ist im übrigen dicht ausgebildet. Dabei ist die Luftzuführöffnung 13 von einem Abgasrohr 14 durchsetzt, das an einen Brennraum 8 angeschlossen ist.
  • An der Oberseite des Brennraumes 8 ist das Gebläse 1 angeflanscht, wobei in dem Brennraum 8 ein Brenner 7 und ein Wärmetauscher 15 angeordnet sind.
  • Die Fig. 2 zeigt schematisch die Funktion der Gasarmatur. Das Gas strömt über Ventile 16 zu einem Druckregler 17, dem über den Meßkanal 11 und den Kanal 12 der Druckwert PK im Bereich des Gasgemisch-Bildungsrohres 2 und der Druckwert PL aus dem Inneren der Unterdruckkammer 4 zugeführt wird und der nach diesen Werten den Gasdruck regelt. Über ein Hauptdurchsatz-Drosselventil 18 und eine Düse 19 strömt das Gas zum Gaszuführrohr 3.
  • An den Meßkanal 11 und den Kanal 12 ist weiter der Drucktransmitter 6 angeschlossen.
  • Dieser Drucktransmitter 6 ist in der Fig. 3 schematisch dargestellt.
  • Der durch ein Gehäuse 20 begrenzte Raum ist durch eine Membrane 21 unterteilt, wobei die beiden Seiten der Membrane mit dem Druck PL beziehungsweise dem Druck PK beaufschlagt sind. Diese Membrane 21 wird durch Druckschwankungen an ihren beiden Seiten in Schwingungen versetzt und wirkt über einen Fortsatz 27 und einen Anschlag 28 auf einen Keramikbiegebalken 22 mit aufgesetzter Elektronik 23 ein, die ein den Druckschwankungen entsprechendes Signal liefert.
  • Dieses Signal wird einem Tondecoder 24 zugeführt und von diesem mit einem in einem Speicher 25 vorgegebenen Signalmuster in einem Vergleicher 26 verglichen, das jeweils einer bestimmten Drehzahl des Gebläses 1 entspricht. Entspricht der Signalverlauf des Drucksensors nicht dem vorgegebenen, so gibt der Tondecoder ein Sperrsignal an eines der Gasventile 6 ab, wodurch der Brenner 7 stillgesetzt wird. Danach kann der Brenner mit höherer Drehzahl des Gebläses wieder gestartet werden.

Claims (6)

  1. Heizeinrichtung mit einem von einem Gasgemisch-Bildungsrohr gespeisten Brenner, dem eingangsseitig ein Gebläse vorgeordnet ist und dem ein mit einer Gasdüse versehenes von einem Gasventil gesteuertes Gaszuführrohr zugeordnet ist, das in das Gasgemisch-Bildungsrohr durch einen Lufteinlaß hineinragt und in dem eine Druckmeßstelle zur Erfassung des Gemischdruckes angeordnet ist, die über einen Meßkanal mit einer das Gasdruck-Regelventil steuernden Gasarmatur verbunden ist, wobei das Gebläse und ein den Brenner umgebende Brennraum in einer mit einer Zuführöffnung für die Frischluft versehenen Unterdruckkammer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an den Meßkanal (11) und einen weiteren in der Brennkammer (4) endenden Kanal (12) ein analoger Drucksensor (6) angeordnet ist, der mit einem Tondecoder verbunden ist, der seinerseits mit einem das Gebläse (1) überwachenden Drehzahlgeber verbunden ist, wobei der Tondecoder bei Abweichung des Frequenzganges des Signales des Drucksensors (6) von einem vorgegebenen Verlauf in Abhängigkeit von der Drehzahl des Gebläses (1) ein Sperrsignal für die Gasventile (16) liefert.
  2. Heizeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Drucksensor (6) ein Speicher für Störschwingungen zugeordnet ist.
  3. Heizeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkanal (11) und der in der Unterdruckkammer (4) endende Kanal (12) durch die Anschlußkonsole (9) der an der Außenseite der Unterdruckkammer (4) angeordneten Gasarmatur geführt sind, an der sich der analoge Drucksensor (6) befindet.
  4. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der analoge Drucksensor (6) als Differenzdruckmesser ausgebildet ist, dessen beide Druckräume mit dem Meßkanal (11) und dem weiteren Kanal (12) verbunden sind.
  5. Verfahren zum Betrieb einer Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach einer Abschaltung des Brenners aufgrund eines Sperrsignales des Tondecoders bei einer nachfolgenden Wiedereinschaltung des Brenners die Drehzahl des Gebläses auf einen Wert gebracht wird, der zumindest um 50 % über jenem bei der Abschaltung des Brenners liegt, bevor die Brennstoffzufuhr zum Brenner wieder freigegeben wird und daß nach mehrmaligem Abschalten aufgrund eines Sperrsignals des Tondecoders innerhalb einer bestimmten Zeit der Brenner verriegelnd abgeschaltet wird.
  6. Heizeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Mikroprozessor aufweisende Steuereinrichtung vorgesehen ist, wobei weiter ein Protokollierspeicher vorgesehen ist, in dem die Störabschaltungen einspeicherbar sind und die über eine Protokollierschnittstelle auslesbar sind.
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