EP1082575A1 - Regeleinrichtung für gasbrenner - Google Patents

Regeleinrichtung für gasbrenner

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EP1082575A1
EP1082575A1 EP99927777A EP99927777A EP1082575A1 EP 1082575 A1 EP1082575 A1 EP 1082575A1 EP 99927777 A EP99927777 A EP 99927777A EP 99927777 A EP99927777 A EP 99927777A EP 1082575 A1 EP1082575 A1 EP 1082575A1
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gas
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sensor
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    • F23N3/08—Regulating air supply or draught by power-assisted systems
    • F23N3/082—Regulating air supply or draught by power-assisted systems using electronic means

Definitions

  • the invention relates to a control device for gas burners according to the preamble of claim 1.
  • Control devices for gas burners are used to provide a gas / air mixture, that is to say to supply a gas stream and a ner combustion air stream to a burner.
  • the gas flow through a gas valve is adjustable depending on the ner combustion air pressure.
  • Such control devices are known from DE 24 27 819 B2, AT-PS 190 195 and DE 37 07 883 Cl.
  • the present invention is based on the problem of creating a regulating device for gas burners which avoids the above disadvantages and thus has a larger area of application.
  • Fig. 1 shows a control device according to the invention with further assemblies in a schematic representation.
  • the control device shown in the drawing is used to provide a gas / air mixture for a gas burner, not shown.
  • a gas flow can be fed to the burner (not shown) via a first line 10.
  • a gas control valve 11 and two gas safety valves 12, 13 are assigned to the first line 10 carrying the gas flow.
  • the gas control valve 11 and the gas safety valves 12, 13 can be configured in any way.
  • the structure and mode of operation of gas safety valves and gas control valves are well known from the prior art.
  • a ner combustion air flow can also be fed to the burner (not shown) via a second line 14.
  • the ner combustion air flow is generated by a blower 15, the speed of which is determined by a motor 16 assigned to the blower 15.
  • a diaphragm or throttle point 17 is arranged within the second line 14 carrying the ner combustion air flow.
  • the first line 10 carrying the gas flow opens into the second line 14 carrying the air flow.
  • the first line 10 carrying the gas flow is closed by a gas nozzle 18.
  • a sensor 19 is arranged between the first line 10 carrying the gas flow and the second line 14 carrying the ner combustion air flow. With a first measuring point 20, the sensor 19 is connected to the first line 10 carrying the gas flow, namely in the flow direction of the gas in front of the gas nozzle 18. With a second measuring point 21, the sensor 19 is also connected to the second line 14 carrying the ner combustion air flow, namely in the direction of flow of the ner combustion air before the throttle point 17.
  • the sensor 19 is designed as a differential pressure sensor, in particular as a flow meter or anemometer. With the aid of the sensor 19, the pressure difference between the gas pressure and the combustion air pressure can accordingly be determined. In the case in which the gas pressure coincides with the combustion air, the flow through the sensor 19 designed as a flow meter or anemometer is zero. If the combustion air pressure is higher than the gas pressure, a flow from the second measuring point 21 in the direction of the first measuring point 20 can be detected. On the other hand, in the case of a combustion air pressure that is lower than the gas pressure, a flow from the first measuring point 20 in the direction of the second measuring point 21 can be detected by the sensor 19. The pressure ratios of gas pressure and combustion air pressure through sensor 19 can accordingly be determined from the amount of flow through sensor 19 and the flow direction.
  • the senor 19 Depending on these pressure conditions, the sensor 19 generates an electrical or electronic signal 22.
  • This electrical or electronic signal 22 is fed to a control device or control device 23, which generates a control signal 24 for an actuator 25 of the gas control valve 11.
  • the electrical or electronic signal 22 of the sensor 19 is offset in a summing device 26 with an auxiliary signal 27, specifically before the signal 22 is fed to the control device 23.
  • the control device 23 is accordingly supplied with the output signal 30 of the summing device 26 as an input signal, the output signal 30 being an additive superimposition of the signals 22, 27.
  • a factor can be determined in the evaluation device 28, which determines the transmission ratio between gas flow and combustion air flow. This factor is a multiplication factor. The higher this multiplication factor, the higher the gear ratio. The transmission ratio can be varied by varying the multiplication factor.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Gasbrenner. Regeleinrichtungen für Gasbrenner dienen der Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches für einen Brenner. Es sind Regeleinrichtungen bekannt, bei denen das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bzw. Gasstrom und Verbrennungsluftstrom variabel ist. Bei allen bekannten Regeleinrichtungen erfolgt die erforderliche Druckmessung pneumatisch. Die erfindungsgemässe Regeleinrichtung verfügt über einen ein elektrisches bzw. elektronisches Signal (22) erzeugenden Sensor (19), der zwischen einer den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) und einer den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (14) angeordnet ist. Des Weiteren verfügt die Regeleinrichtung über eine Summiereinrichtung (26), die das elektrische bzw. elektronische Signal (22) des Sensors (19) mit einem Hilfssignal (27) verrechnet. Ein aus einem Ausgangssignals (30) der Summiereinrichtung (26) erzeugtes Regelungssignal (24) wird zur Veränderung des Gasstroms verwendet.

Description

Regeleinrichtung für Gasbrenner
Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Regeleinrichtungen für Gasbrenner dienen der Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, also dem Zuführen eines Gasstroms und eines Nerbrennungsluftstroms zu einem Brenner. Der Gasstrom durch ein Gasventil ist dabei in Abhängigkeit vom Nerbrennungsluftdruck einstellbar. Derartige Regeleinrichtungen sind aus DE 24 27 819 B2, AT-PS 190 195 und DE 37 07 883 Cl bekannt.
Es sind Regeleinrichtungen für Gasbrenner bekannt, bei denen das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasdruck und Nerbrennungsluftdruck bzw. zwischen Gasstrom und Nerbrennungsluftstrom variabel ist. Bei allen bekannten Regeleinrichtungen erfolgt die erforderliche Druckmessung mit Hilfe einer Membran, also auf pneumatischem Weg. Dieser pneumatische Weg verfügt jedoch über eine Vielzahl von Nachteilen, die allesamt den Anwendungsbereich bekannter Regeleinrichtungen einschränken. So schränken die Hysterese-Eigenschaften der Membran und die zwischen der Membran und dem Gasventil wirkenden Kräfte den Arbeitsbereich und damit den Anwendungsbereich ein. Des weiteren bewirkt das Zusammenspiel zwischen den erforderlichen kleinen Stellkräften und den Betriebstoleranzen der Membran infolge von Störeinflüssen wie Temperaturschwankungen oder dergleichen eine Einschränkung des Anwendungsbereichs bekannter Regeleinrichtungen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine Regeleinrichtung für Gasbrenner zu schaffen, die die obigen Nachteile vermeidet und damit einen größeren Anwendungsbereich aufweist.
Dieses Problem wird durch eine Regeleinrichtung für Gasbrenner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Regeleinrichtung mit weiteren Baugruppen in schematisierter Darstellung.
Die in der Zeichnung dargestellte Regeleinrichtung dient der Bereitstellung eines Gas/Luft- Gemisches für einen nicht-dargestellten Gasbrenner.
Über eine erste Leitung 10 ist dem nicht-dargestellten Brenner ein Gasstrom zuführbar. Der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 sind ein Gasregelventil 11 sowie zwei Gassicherheitsventile 12, 13 zugeordnet. Das Gasregelventil 11 sowie die Gassicherheitsventile 12, 13 können beliebig ausgestaltet sein. Aufbau und Arbeitsweise von Gassicherheitsventilen sowie Gasregelventilen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.
Dem nicht-dargestellten Brenner ist desweiteren über eine zweite Leitung 14 ein Nerbrennungsluftstrom zuführbar. Der Nerbrennungsluftstrom wird von einem Gebläse 15 erzeugt, dessen Drehzahl durch einen dem Gebläse 15 zugeordneten Motor 16 bestimmt wird.
Innerhalb der den Nerbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 ist eine Blende oder Drosselstelle 17 angeordnet. Im Bereich hinter der Drosselstelle 17 mündet die den Gasstrom führende erste Leitung 10 in die den Luftstrom führende zweite Leitung 14. In diesem Bereich wird die den Gasstrom führende erste Leitung 10 von einer Gasdüse 18 abgeschlossen.
Zwischen der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 und der den Nerbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 ist ein Sensor 19 angeordnet. Mit einem ersten Meßpunkt 20 ist der Sensor 19 an der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 angeschlossen, nämlich in Strömungsrichtung des Gases vor der Gasdüse 18. Mit einem zweiten Meßpunkt 21 ist desweiteren der Sensor 19 an der den Nerbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 angeschlossen, nämlich in Strömungsrichtung der Nerbrennungsluft vor der Drosselstelle 17.
Der Sensor 19 ist als Differenzdruck-Sensor, insbesondere als Durchflußmesser bzw. Anemometer, ausgebildet. Mit Hilfe des Sensors 19 ist demnach die Druckdifferenz zwischen dem Gasdruck und dem Verbrennungsluftdruck bestimmbar. In dem Fall, in dem der Gasdruck mit dem Verbrennungsluft übereinstimmt, ist der Durchfluß durch den als Durchflußmesser bzw. Anemometer ausgebildeten Sensor 19 gleich Null. Im Falle eines gegenüber dem Gasdruck höheren Verbrennungsluftdrucks ist ein Durchfluß vom zweiten Meßpunkt 21 in Richtung auf den ersten Meßpunkt 20 detektierbar. Hingegen ist im Falle eines gegenüber dem Gasdruck geringeren Verbrennungsluftdrucks ein Durchfluß von dem ersten Meßpunkt 20 in Richtung auf den zweiten Meßpunkt 21 vom Sensor 19 detektierbar. Aus der Menge des Durchflusses durch den Sensor 19 sowie der Durchflußrichtung sind demnach die Druckverhältnisse von Gasdruck und Verbrennungsluftdruck durch den Sensor 19 bestimmbar.
Abhängig von diesen Druckverhältnissen erzeugt der Sensor 19 ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 22. Dieses elektrische bzw. elektronische Signal 22 wird einem Steuergerät bzw. Regelgerät 23 zugeführt, welches ein Regelungssignal 24 für einen Stellantrieb 25 des Gasregelventils 11 erzeugt.
Zur Gewährleistung eines variablen Übersetzungsverhältnisses zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bzw. Gasstrom und Verbrennungsluftstrom wird das elektrische bzw. elektronische Signal 22 des Sensors 19 in einer Summiereinrichtung 26 mit einem Hilfssignal 27 verrechnet, und zwar bevor das Signal 22 dem Regelgerät 23 zugeführt wird. Dem Regelgerät 23 wird demnach als Eingangssignal das Ausgangssignal 30 der Summiereinrichtung 26 zugeführt, wobei das Ausgangssignal 30 eine additive Überlagerung der Signale 22, 27 ist.
Bei dem Hilfssignal 27 handelt es sich um ein von einer Drehzahl des Gebläses 15 funktional abhängiges Signal. Das Hilfssignal 27 wird in einer Auswerteeinrichtung 28 aus einem Drehzahlsignal 29 des Gebläses 15 bzw. des Motors 16 des Gebläses 15 gewonnen. Da das Hilfssignal 27 von der Drehzahl des Gebläses 15 funktional abhängig ist, folgt unmittelbar, daß das Hilfssignal 27 vom Verbrennungsluftstrom bzw. Verbrennungsluftdruck abhängig ist.
In Abweichung vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, das Hilfssignal 27 auf andere Art und Weise zu generieren. So ist es nicht zwingend erforderlich, daß das Hilfssignal 27 ausgehend von der Drehzahl des Gebläses ermittelt wird. Auch ist es denkbar, einen zusätzlichen, nicht dargestellten Sensor zur Ermittlung des Verbrennungsluftstroms und damit zur Generierung des Hilfssignals 27 vorzusehen. Zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches mit einem variablen Übersetzungsverhältnis zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck wird demzufolge mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wie folgt vorgegangen:
Mit Hilfe des Sensors 19 wird ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 22 ermittelt, das dem Druckunterschied zwischen dem Gasdruck und dem Verbrennungsluftdruck entspricht. Dieses elektrische bzw. elektronische Signal 22 wird mit einem Hilfssignal 27 verrechnet. Hierzu werden das elektrische bzw. elektronische Signal 22 und das Hilfssignal 27 addiert. Das Hilfssignal 27 hängt vom Verbrennungsluftstrom, insbesondere von der Drehzahl des Gebläses 15, ab. Das aus den Signalen 22, 27 ermittelte Ausgangssignal 30 der Summiereinrichtung 26 wird einem Regelgerät 23 zugeführt, das ein Regelungssignal 24 für den Stellantrieb 25 des Gasregelventils 11 erzeugt. Das Regelsignal 24 wird hierbei derart ermittelt, daß das Regelgerät 23 den Gasstrom dahin gehend ändert, daß das Eingangssignal für das Regelgerät 23, also das aus den Signalen 22, 27 ermittelte Signal 30, einen Betrag von Null annimmt.
In der Auswerteeinrichtung 28 ist ein Faktor bestimmbar, der das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasstrom und Verbrennungsluftstrom bestimmt. Bei diesem Faktor handelt es sich um einen Multiplikationsfaktor. Je höher dieser Multiplikationsfaktor ist, desto höher ist das Übersetzungsverhältnis. Über eine Variation des Multiplikationsfaktors ist das Übersetzungsverhältnis variierbar.
Bezugszeichenliste:
10 Leitung
11 Gasregelventil 12 Gassicherheitsventil
13 Gassicherheitsventil
14 Leitung
15 Gebläse
16 Motor 17 Drosselstelle
18 Gasdüse
19 Sensor
20 Meßpunkt
21 Meßpunkt 22 Signal
23 Regelgerät
24 Regelungssignal
25 Stellantrieb
26 Summiereinrichtung 27 Hilfssignal
28 Aus Werteeinrichtung
29 Drehzahlsignal
30 Ausgangssignal

Claims

Patentansprüche :
1. Regeleinrichtung für Gasbrenner zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, nämlich zum Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner, wobei das Übersetzungsverhältnis zwischen Gassdruck und Verbrennungsluftdruck variabel ist, dadurch gekennzeichnet, daß a) zwischen einer den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) und einer den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (14) ein Sensor (19) angeordnet ist, und b) der Sensor (19) mit einem ersten Meßpunkt (20) an der den Gasstrom führenden ersten Leitung (10) und mit einem zweiten Meßpunkt (21) an der den
Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung (14) gekoppelt ist, c) der Sensor (19) ein elektrisches bzw. elektronisches Signal (22) erzeugt, d) eine Summiereinrichtung (26) das elektrische bzw. elektronische Signal (22) des Sensors (19) mit einem Hilfssignal (27) verrechnet, e) ein aus einem Ausgangssignal (30) der Summiereinrichtung (26) erzeugtes Regelungssignal (24) zur Veränderung des Gasstroms verwendet wird.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Ausgangssignal (30) der Surnmiereinrichtung (26) einem Regelgerät (23) zuführbar ist, wobei das Regelgerät (23) das Regelungssignal (24) für einen Stellantrieb (25) eines Gasregelventils (11) erzeugt wird.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Hilfssignal (27) von dem Verbrennungsluftstrom, insbesondere von einer Drehzahl eines Gebläses (15), funktional abhängig ist, wobei das Gebläse (15) für den Verbrennungsluftstrom sorgt.
4. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Meßpunkt (20) in Strömlingsrichtung des Gases vor einer Gasdüse (18) und der zweite Meßpunkt (21) in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor einer Drosselstelle (17) angeordnet ist.
EP99927777A 1998-06-02 1999-05-27 Regeleinrichtung für gasbrenner Expired - Lifetime EP1082575B1 (de)

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