EP2014979A2 - Betriebseinrichtung für einen Oberflächenbrenner hoher Leistung und Betriebsverfahren für diesen - Google Patents

Betriebseinrichtung für einen Oberflächenbrenner hoher Leistung und Betriebsverfahren für diesen Download PDF

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EP2014979A2
EP2014979A2 EP08005276A EP08005276A EP2014979A2 EP 2014979 A2 EP2014979 A2 EP 2014979A2 EP 08005276 A EP08005276 A EP 08005276A EP 08005276 A EP08005276 A EP 08005276A EP 2014979 A2 EP2014979 A2 EP 2014979A2
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
burner
gas
pressure
operating device
gas pressure
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08005276A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2014979A3 (de
Inventor
Siegfried Berger
Gerhard Stangassinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karl Dungs GmbH and Co KG
Original Assignee
Karl Dungs GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Karl Dungs GmbH and Co KG filed Critical Karl Dungs GmbH and Co KG
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Publication of EP2014979A3 publication Critical patent/EP2014979A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements

Definitions

  • the invention relates to a regulator device for a surface burner and to a method for igniting such a surface burner.
  • the surface burners are characterized by a large, mostly cylindrical burner surface, which is provided with a plurality of fuel / air outlet openings. To the Outlets burn relatively small flames, so that the burner is covered on its surface by a layer of flame.
  • An operating device which also allows the operation of a surface burner is, for example, from DE 10 2004 038 673 B3 known.
  • This operating device has a fan which generates a gas / air mixture for supplying the burner.
  • the fan draws in air and gas.
  • Gas is provided via a gas pressure regulator. This is controlled on the one hand by the gas pressure of the gas line leading to the fan and on the other hand by the ambient air pressure. In this way, the gas pressure regulator automatically adjusts the gas pressure to the variable ambient air pressure so that a desired gas / air mixture is maintained relatively independently of ambient air pressure fluctuations.
  • the increase in the pressure supplied by the gas pressure regulator or the enrichment of the gas / air mixture preferably takes place within a period of time in which sparkover arcs are generated at the surface burner via a high-voltage ignition device.
  • the adjustment of the gas pressure regulator achieved by the provided for influencing a predetermined reference value control input is subjected to an increased pressure.
  • the gas pressure regulator thus supplies during the ignition operation a gas pressure which would correspond to a higher air pressure.
  • the higher air pressure is actually absent, this results in enrichment of the gas / air mixture.
  • the influencing of the reference value for the gas pressure is preferably effected by switching between two pressure stages, namely a) ambient pressure and b) increased other pressure.
  • the switching can be done by a valve assembly with a directional control valve or other valves. These are preferably electrically controlled and receive a pulse from a control device, for example a so-called automatic burner control or even a circuit branch of the high-voltage ignition device of the burner.
  • the increased pressure level can be tapped, for example, at the leading to the burner fan output. It is alternatively possible to use other sources of pressure.
  • the adjusting device preferably includes a fluid actuator for actuating the gas pressure regulator.
  • the fluid actuator is associated with a control arrangement, for example in the form of a pressure cell, the membrane is acted upon on one side of the reference pressure.
  • the diaphragm of the pressure cell preferably controls a drain valve to regulate the actuating pressure of the actuator.
  • the burner is preceded by a fan.
  • the fan has a connected to the burner Pressure side and a suction side, where the gas coming from the gas pressure regulator can be supplied.
  • a correspondingly different negative pressure is created at the blower inlet.
  • This negative pressure continues across the mouth of the gas line up to the gas pressure regulator, which wants to compensate for the negative pressure by appropriate gas supply.
  • the delivered amount of gas automatically adapts to the amount of air delivered by the fan. This is especially true when the gas is passed through a jet pump assembly in the fan, which is connected to the diffuser of the jet pump, while the gas line with the drive nozzle of the jet pump and the suction port are connected to the ambient air. Control of the fan speed and lowering of the same to ignite the burner causes the ignition of the burner with reduced power.
  • FIG. 1 an operating device 1 for a surface burner 2 is illustrated.
  • the surface burner 2 has, for example, a cylindrical lateral surface 3 with a multiplicity of nozzle openings 4, from which a gas / air mixture emerges during operation and forms flames.
  • This surface burner 2 may have a power of up to 1 MW or more.
  • Its active surface provided with nozzle openings 4 may comprise one or more square meters.
  • the operating device 1 has a blower 5 which supplies the surface burner 2 with a gas / air mixture.
  • the output of the blower 5 is connected via a line 6 to the surface burner 2.
  • the fan 5 is supplied via a gas line 7 gas and air via corresponding Heilansaugö réelleen or a line 8. Here the fan sucks 5 ambient air.
  • the gas line 7 receives gas via a gas pressure regulator 9 with an adjusting device 10. It is adapted to generate in the line 7 a gas pressure which is in a fixed relationship to the ambient air pressure. For example, the gas pressure in the gas duct 7 will be adjusted to the ambient air pressure, i. adjusted to zero millibars.
  • a gas / air mixing means may be provided to supply the fan with a gas / air mixture.
  • the adjusting device 10 is actuated to regulate the gas pressure in the gas line 7, a valve 11 which in FIG. 2 is illustrated in its schematic structure. It has a valve closure member in the form of a regulator plate 12, which more or less throttles the gas flow in the gas line 7 depending on its setting position.
  • the regulator plate 12 is connected via a connecting member, for example a push rod 13, with a diaphragm 14 of a fluid actuator 15. In this, the membrane 14 shares a Working chamber 16 from. While a compression spring 17 or other spring means preloaded the regulator plate 12 in its closed position, a positive pressure in the working chamber 16 leads to the opening of the valve 11.
  • the working chamber 16 is connected via a throttle 17 with the front of the valve 11 lying part of the gas line. 7 connected.
  • a control valve 18 of a pressure cell 19 which contains a control diaphragm 20.
  • the control diaphragm 20 divides the interior of the pressure cell 19 into an outer chamber 21 and an inner chamber 22.
  • the inner chamber 22 is connected via a line 23 to the part of the gas line 7 located downstream of the valve 11. It also contains the control valve 18, the mouth of which can be closed by the membrane 20 or a closing member actuated by the membrane 20.
  • the outer chamber 21 is connected via a line 25 to a control member 26, for example in the form of a valve assembly 27.
  • the line 25 forms a control input for acting on the adjusting device with a pressure signal, in this case a reference pressure signal.
  • the valve assembly 27 is formed in the present embodiment by a 3/2-way valve 28 (2 positions, 3 connections). This 3/2-way valve may be connected to an electrical, electromagnetic or other actuating mechanism. This is controlled via an electrical line by a control unit 29, for example in the form of an automatic burner or by another electrical circuit, such as a Hochnapsszündscrien 30, which in turn may be controlled by the control unit 29.
  • the Hochnapsszündscrien 30 is used for Generating electrical flashovers between a firing electrode 31 and the surface burner 3 for firing it at a selected location.
  • the control unit 29 is connected via a line 32 to a signal generator, which supplies, for example, a heat request signal.
  • the control unit 29 may further with the blower, in particular with a FIG. 4 be visible blower motor M connected to the blower power or speed or the mass flow promoted by the blower targeted to influence.
  • the 3/2-way valve 28 serves to connect the line 25 alternatively via a port 33 ambient air pressure, i. a first pressure level and via a line 34 with a second pressure level, for example, to connect the blower outlet pressure on the line 6.
  • FIG. 4 To further illustrate the operating device 1 is on FIG. 4 referenced, in particular the fan 5 illustrates. It has the motor M, on the shaft of a fan 35 sits. At the periphery of the blower housing 36, the line 6 connects, via which a gas / air mixture is fed to the burner 3. Centrally approximately centrally of the blower housing 36, a jet pump or Venturian Aunt 37 is provided. Radially to this air is sucked by the fan 5.
  • the venturi arrangement 37 has a diffuser 38. In front of the diffuser 38 is an air-suction channel 39. At the air-suction channel 39, a gas nozzle 40 is provided, is provided at the valve 11 via the gas at a given pressure. Immediately before the nozzle 40, the line 23 takes the gas pressure.
  • control unit 29 activates the Hochnapsszündscrien 30 to generate spark flashes on the ignition electrode 31. Furthermore, the control unit 29 switches the 3/2-way valve 28 in the in FIG. 1 illustrated position in which the control input 25 of the actuator 10 is connected to the fan output on line 6. As a result, the outer chamber 21 of the pressure box 19 receives a reference pressure which is above the atmospheric air pressure. Accordingly, the control valve 18 closes something, whereby the pressure in the working chamber 16 is increased and the valve 11 is opened further. An increased gas pressure is now applied to the nozzle 40, which leads to an increased gas supply and thus to an enrichment of the gas / air mixture. The burner 3 ignites soft and, above all, quite quickly over the entire surface.
  • the control unit 29 changes over from ignition operation to regular operation. For this purpose, it deactivates the Hochwoodszündscrien 30 and switches the 3/2-way valve 28 so that the line 25 and the control input of the actuator 10 is connected to the terminal 33.
  • the outer chamber 21 is connected to the ambient air pressure.
  • the pressure relief of the outer chamber 21 causes now an adjustment of the gas pressure regulator 9 to a lower gas pressure, whereby the amount of gas supplied via the nozzle 40 is reduced. The result is a leaner mixture and the burner 3 goes into its normal operation.
  • the power of the burner 3 may be e.g. be controlled by the fan speed. As the fan speed increases, so too does the suction on the venturi assembly 37 and on the nozzle 40. Because the gas pressure regulator 9 keeps the gas pressure constant, the amount of gas discharged through the nozzle 40 increases. The performance of the burner 3 can thereby be changed in a wide range in the ideal case, in the ratio of up to 1:10.
  • FIG. 3 illustrates a modified embodiment of the valve assembly 27.
  • two individual open / close valves 28a, 28b are provided.
  • Valve 28a connects line 25 to ambient air pressure port 33 while valve 28b connects line 25 to line 34.
  • the valves 28a, 28b are opened or closed alternately. When ignited, the valve 28b is open. In normal operation, the valve 28a is open.
  • the control input of the adjusting device 10 may be formed instead of the line 25 in other ways.
  • the control input can be formed by the electrical actuating connection of the valve arrangement 27, which thus becomes part of the adjusting device 10.
  • the control input can also be the electrical connection of an electrically operated or controlled valve, which releases a bypass channel to the throttle 17 or adjusts the throttle 17 to change the pressure of the gas pressure regulator.
  • an operating device 1 is provided, which is adapted to greasing the supplied gas / air mixture when igniting the burner 3.
  • the enrichment is achieved by switching a reference pressure supplied to the actuator 10. This is preferably the ambient air pressure during normal operation while it is preferably an increased air pressure in the ignition mode, which pre-mirrors the actuator higher air density than actually present. This is a simple way of Gemischanfettung to ignite the burner.

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Abstract

Zum sicheren Zünden eines Oberflächenbrenners (3) ist eine Betriebseinrichtung (1) vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, beim Zünden des Brenners (3) das gelieferte Gas/Luft-Gemisch anzufetten. Die Anfettung wird durch Umschaltung eines zu der Stelleinrichtung (10) gelieferten Referenzdrucks erreicht. Dieser ist bei regulärem Betrieb vorzugsweise der Umgebungsluftdruck während er im Zündbetrieb vorzugsweise ein erhöhter Luftdruck ist, der der Stelleinrichtung eine höhere Luftdichte vorspiegelt als tatsächlich vorhanden. Dies ist eine einfache Möglichkeit der Gemischanfettung zum Zünden des Brenners.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Reglereinrichtung für einen Oberflächenbrenner sowie ein Verfahren zum Zünden eines solchen Oberflächenbrenners.
  • Seit geraumer Zeit stehen so genannte Oberflächenbrenner bis zu einer Leistung von ca. 100 kW zur Verfügung. Die Oberflächenbrenner zeichnen sich durch eine große meist zylindrische Brenneroberfläche auf, die mit einer Vielzahl von Brennstoff/Luft-Austrittsöffnungen versehen ist. An den Austrittsöffnungen brennen relativ kleine Flammen, so dass der Brenner an seiner Oberfläche von einer Flammenschicht überdeckt ist.
  • Es gibt Bestrebungen, Oberflächenbrenner bis in den Leistungsbereich von beispielsweise Ein Megawatt einzusetzen. Dabei zeigt sich, dass das Zünden eines solchen Brenners zum Problem werden kann. Insbesondere ist es schwierig, innerhalb der Sicherheitszeit eine sichere Ausbreitung der Flammen über die gesamte Brenneroberfläche zu erzielen.
  • Eine Betriebseinrichtung, die auch den Betrieb eines Oberflächenbrenners gestattet, ist beispielsweise aus der DE 10 2004 038 673 B3 bekannt. Diese Betriebseinrichtung weist ein Gebläse auf, das zur Speisung des Brenners ein Gas/Luft-Gemisch erzeugt. Das Gebläse saugt Luft und Gas an. Gas wird dabei über einen Gasdruckregler zur Verfügung gestellt. Dieser wird einerseits von dem Gasdruck der zu dem Gebläse führenden Gasleitung und andererseits vom Umgebungsluftdruck gesteuert. Auf diese Weise passt der Gasdruckregler den Gasdruck automatisch an den variablen Umgebungsluftdruck an, so dass ein gewünschtes Gas/Luft-Gemisch relativ unabhängig von Umgebungsluftdruckschwankungen eingehalten wird.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Betriebseinrichtung zum Betrieb eines Oberflächenbrenners zu schaffen, die mit einfachen Mitteln ein sicheres Zünden des Brenners gestattet.
  • Diese Aufgabe wird mit der Betriebseinrichtung nach Anspruch 1 wie auch mit dem Verfahren nach Anspruch 10 gelöst:
    • Die erfindungsgemäße Betriebseinrichtung für den Oberflächenbrenner enthält eine luftführende Leitung und einen Gasdruckregler. Der Gasdruckregler ist mit einer Stelleinrichtung versehen, die an einem Steuereingang einen Referenzdruck erhält. Eine zu der Betriebseinrichtung gehörige Steuereinrichtung liefert zum Zünden des Brenners ein Drucksignal an den Steuereingang, um dadurch den Gasdruckregler zu einem höheren Gasdruck hin zu verstellen. Der Gasdruckregler liefert somit über die Gasleitung einen größeren Gasstrom an den Brenner, was zu einer Anfettung des zu dem Brenner gelieferten Gas/Luft-Gemischs führt. Die Anfettung bewirkt ein sicheres Zünden des Brenners. Wird dieser an einer Stelle, beispielsweise durch elektrischen Funkenüberschlag gezündet, pflanzen sich die Flammen ohne Schwierigkeiten über die gesamte Oberfläche des Oberflächenbrenners fort, ohne dass es dazu besonderer konstruktiver Maßnahmen an dem Oberflächenbrenner bedürfte. Durch die Anfettung des Gas/Luft-Gemischs wird eine weiche und sichere Zündung erreicht. Das Überzünden einer Flamme, die an einer der Öffnungen des Oberflächenbrenners brennt, auf benachbarte Gebiete bzw. Düsen ist leichter möglich als es im Betrieb mit demjenigen Gas/Luft-Gemisch erreicht werden, wie es zum Betrieb des Brenners vorgesehen ist. Die Anfettung des Gas/Luft-Gemischs gestattet insbesondere die Reduktion der Brennerleistung während des Zündbetriebs, d.h. die Reduktion des dem Brenner zugeführten Massenstroms, so dass eine besondere leise und unspektakuläre Zündung des Brenners erreicht wird.
  • Die Erhöhung des von dem Gasdruckregler gelieferten Drucks bzw. die Anfettung des Gas/Luft-Gemischs findet vorzugsweise innerhalb einer Zeitspanne statt, in der über eine Hochspannungszündvorrichtung an dem Oberflächenbrenner Funkenüberschläge erzeugt werden.
  • Vorzugsweise wird die Verstellung des Gasdruckreglers erreicht, indem der zur Beeinflussung eines vorgegebenen Referenzwerts vorgesehene Steuereingang, der bei normalem Brennerbetrieb mit dem Umgebungsluftdruck in Verbindung steht, mit einem erhöhten Druck beaufschlagt wird. Der Gasdruckregler liefert somit während des Zündbetriebs einen Gasdruck, wie er einem höheren Luftdruck entsprechen würde. Weil der höhere Luftdruck tatsächlich aber nicht vorhanden ist, ergibt dies eine Anfettung des Gas/Luft-Gemischs.
  • Die Beeinflussung des Referenzwertes für den Gasdruck erfolgt vorzugsweise durch Umschaltung zwischen zwei Druckstufen, nämlich a) Umgebungsdruck und b) erhöhter anderweitiger Druck. Die Umschaltung kann durch eine Ventilanordnung mit einem Wegeventil oder anderweitigen Ventilen erfolgen. Diese sind vorzugsweise elektrisch gesteuert und erhalten einen Impuls von einer Steuereinrichtung, beispielsweise einem so genannten Feuerungsautomaten oder auch einem Schaltungszweig der Hochspannungszündeinrichtung des Brenners.
  • Das erhöhte Druckniveau kann beispielsweise an dem zu dem Brenner führenden Gebläseausgang abgegriffen werden. Es ist alternativ möglich, anderweitige Druckquellen zu nutzen.
  • Die Stelleinrichtung enthält vorzugsweise einen Fluidstellantrieb zur Betätigung des Gasdruckreglers. Dem Fluidstellantrieb ist eine Steueranordnung beispielsweise in Form einer Druckdose zugeordnet, deren Membran an einer Seite von dem Referenzdruck beaufschlagt wird. Die Membran der Druckdose steuert vorzugsweise ein Ablassventil zum Regulieren des Betätigungsdrucks des Stellantriebs.
  • Vorzugsweise ist dem Brenner ein Gebläse vorgeschaltet. Das Gebläse weist eine mit dem Brenner verbundene Druckseite und eine Saugseite auf, an der das von dem Gasdruckregler kommende Gas zugeführt werden kann. Bei verschiedenen Gebläsedrehzahlen entsteht an dem Gebläseeingang ein entsprechend unterschiedlicher Unterdruck. Dieser Unterdruck wirkt über die Mündung der Gasleitung bis zu dem Gasdruckregler fort, der den Unterdruck durch entsprechende Gaslieferung ausgleichen will. Entsprechend passt sich die gelieferte Gasmenge automatisch an die von dem Gebläse geförderte Luftmenge an. Dies gilt insbesondere, wenn das Gas über eine Strahlpumpenanordnung in das Gebläse geführt wird, das an dem Diffusor der Strahlpumpe angeschlossen ist, während die Gasleitung mit der Treibdüse der Strahlpumpe und deren Sauganschluss mit der Umgebungsluft verbunden sind. Eine Regelung der Gebläsedrehzahl und Absenkung derselben zum Zünden des Brenners bewirkt die Zündung des Brenners mit verminderter Leistung.
  • Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung und von Ansprüchen. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Aspekte der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung offenbart weitere Einzelheiten und ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:
    • Figur 1 einen Oberflächenbrenner mit zugeordneter Betriebseinrichtung in schematisierter Darstellung,
    • Figur 2 einen zu der Betriebseinrichtung gehörigen Gasdruckregler in schematisierter Darstellung,
    • Figur 3 das Gebläse und eine Ventilanordnung für die Betriebseinrichtung nach Figur 1 in einer alternativen Ausführungsform und in schematisierter Darstellung und
    • Figur 4 das Gebläse und die Betriebseinrichtung für den Brenner in einer ausschnittsweisen schematisierten Darstellung.
  • In Figur 1 ist eine Betriebseinrichtung 1 für einen Oberflächenbrenner 2 veranschaulicht. Der Oberflächenbrenner 2 weist beispielsweise eine zylinderförmige Mantelfläche 3 mit einer Vielzahl von Düsenöffnungen 4 auf, aus denen in Betrieb ein Gas/Luft-Gemisch austritt und Flammen ausbildet. Dieser Oberflächenbrenner 2 kann eine Leistung bis zu 1 MW oder darüber haben. Seine aktive mit Düsenöffnungen 4 versehene Oberfläche kann einen oder mehrere Quadratmeter umfassen.
  • Die Betriebseinrichtung 1 weist ein Gebläse 5 auf, das dem Oberflächenbrenner 2 ein Gas/Luft-Gemisch zuführt. Der Ausgang des Gebläses 5 ist über eine Leitung 6 mit dem Oberflächenbrenner 2 verbunden. Dem Gebläse 5 wird über eine Gasleitung 7 Gas und über entsprechende Luftansaugöffnungen oder eine Leitung 8 Luft zugeführt. Hier saugt das Gebläse 5 Umgebungsluft an. Die Gasleitung 7 erhält Gas über einen Gasdruckregler 9 mit einer Stelleinrichtung 10. Sie ist dazu eingerichtet, in der Leitung 7 einen Gasdruck zu erzeugen, der in einem festen Verhältnis zu dem Umgebungsluftdruck steht. Beispielsweise wird der Gasdruck in der Gasleitung 7 auf den Umgebungsluftdruck, d.h. auf Null Millibar einreguliert. An dem Gebläseeingang kann auch eine Gas/Luft-Mischeinrichtung vorgesehen sein, um dem Gebläse ein Gas/Luft-Gemisch zuzuführen.
  • Die Stelleinrichtung 10 betätigt zur Regulierung des Gasdrucks in der Gasleitung 7 ein Ventil 11, das in Figur 2 in seinem schematischen Aufbau veranschaulicht ist. Es weist ein Ventilverschlussglied in Form eines Reglertellers 12 auf, der den Gasstrom in der Gasleitung 7 je nach seiner Stellposition mehr oder weniger stark drosselt. Der Reglerteller 12 ist über ein Verbindungsglied, beispielsweise eine Schubstange 13, mit einer Membran 14 eines Fluidstellantriebs 15 verbunden. In diesem teilt die Membran 14 eine Arbeitskammer 16 ab. Während eine Druckfeder 17 oder ein sonstiges Federmittel den Reglerteller 12 in seine Schließstellung hin vorbelastet, führt ein positiver Druck in der Arbeitskammer 16 zum Öffnen des Ventils 11. Die Arbeitskammer 16 ist über eine Drossel 17 mit dem vor dem Ventil 11 liegenden Teil der Gasleitung 7 verbunden. Außerdem führt aus der Arbeitskammer 16 eine Leitung zu einem Steuerventil 18 einer Druckdose 19, die eine Steuermembran 20 enthält. Die Steuermembran 20 teilt den Innenraum der Druckdose 19 in eine äußere Kammer 21 und eine innere Kammer 22. Die innere Kammer 22 ist über eine Leitung 23 mit dem stromabwärts zu dem Ventil 11 gelegenen Teil der Gasleitung 7 verbunden. Sie enthält außerdem das Steuerventil 18, dessen Mündung von der Membran 20 oder einem von der Membran 20 betätigten Schließglied verschlossen werden kann.
  • Eine Feder 24, die in der äußeren Kammer 21 angeordnet sein kann, spannt die Membran 20 gegen das Steuerventil 18 vor.
  • Die äußere Kammer 21 ist über eine Leitung 25 an ein Steuerorgan 26, beispielsweise in Form einer Ventilanordnung 27 angeschlossen. Die Leitung 25 bildet einen Steuereingang zur Beaufschlagung der Stelleinrichtung mit einem Drucksignal, in diesem Fall einem Referenzdrucksignal. Die Ventilanordnung 27 wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein 3/2-Wegeventil 28 (2 Stellungen, 3 Anschlüsse) gebildet. Dieses 3/2-Wegeventil kann mit einem elektrischen, elektromagnetischen oder anderweitigen Betätigungsmechanismus verbunden sein. Dieser wird über eine elektrische Leitung von einer Steuereinheit 29, z.B. in Form eines Feuerungsautomaten oder auch von einer anderweitigen elektrischen Schaltung, z.B. einer Hochspannungszündschaltung 30 gesteuert, die ihrerseits von der Steuereinheit 29 gesteuert sein kann. Die Hochspannungszündschaltung 30 dient zur Erzeugung von elektrischen Funkenüberschlägen zwischen einer Zündelektrode 31 und dem Oberflächenbrenner 3 zum Zünden desselben an einer ausgewählten Stelle.
  • Die Steuereinheit 29 ist über eine Leitung 32 mit einem Signalgeber verbunden, der beispielsweise ein Wärmeanforderungssignal liefert. Die Steuereinheit 29 kann des Weiteren mit dem Gebläse, insbesondere mit einem aus Figur 4 ersichtlichen Gebläsemotor M verbunden sein, um die Gebläseleistung oder Drehzahl oder den von dem Gebläse geförderten Massestrom gezielt zu beeinflussen.
  • Das 3/2-Wegeventil 28 dient dazu, die Leitung 25 alternativ über einen Anschluss 33 Umgebungsluftdruck, d.h. einem ersten Druckniveau und über eine Leitung 34 mit einem zweiten Druckniveau, beispielsweise dem Gebläseausgangsdruck auf der Leitung 6 zu verbinden.
  • Zur weiteren Veranschaulichung der Betriebseinrichtung 1 wird auf Figur 4 verwiesen, die insbesondere das Gebläse 5 veranschaulicht. Es weist den Motor M auf, auf dessen Welle ein Lüfterrad 35 sitzt. Am Umfang des Gebläsegehäuses 36 schließt die Leitung 6 an, über die ein Gas/Luft-Gemisch zu dem Brenner 3 geführt wird. Zentral ist etwa mittig an dem Gebläsegehäuse 36 eine Strahlpumpen oder Venturianordnung 37 vorgesehen. Radial zu dieser wird Luft von dem Gebläse 5 angesaugt. Die Venturianordnung 37 weist einen Diffusor 38 auf. Dem Diffusor 38 vorgelagert ist ein Luft-Saugkanal 39. An dem Luft-Saugkanal 39 ist eine Gasdüse 40 vorgesehen, an der über das Ventil 11 Gas mit gegebenem Druck bereitgestellt wird. Unmittelbar vor der Düse 40 greift die Leitung 23 den Gasdruck ab.
  • Die insoweit beschriebene Betriebseinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
    • Es wird zunächst davon ausgegangen, dass der Brenner 3 nicht in Betrieb ist. Erhält die Steuereinheit 29 nun über die Leitung 32 ein Wärmeanforderungssignal, setzt sie das Gebläse 5 in Gang. Die Steuereinheit 29 wählt dabei vorzugsweise eine Gebläsedrehzahl, die nicht der vollen Leistung des Brenners 3 sondern einer reduzierten Leistung - der Zündleistung - entspricht. Diese beträgt beispielsweise 20 bis 30 % der Nennleistung des Brenners 3.
  • Zugleich aktiviert die Steuereinheit 29 die Hochspannungszündschaltung 30, um Funkenüberschläge an der Zündelektrode 31 zu erzeugen. Des Weiteren schaltet die Steuereinheit 29 das 3/2-Wegeventil 28 in die in Figur 1 veranschaulichte Stellung um, in der der Steuereingang 25 der Stelleinrichtung 10 mit dem Gebläseausgang an Leitung 6 verbunden ist. Dadurch erhält die äußere Kammer 21 der Druckdose 19 einen Referenzdruck, der über dem atmosphärischen Luftdruck liegt. Entsprechend schließt das Steuerventil 18 etwas, wodurch der Druck in der Arbeitskammer 16 erhöht und das Ventil 11 weiter geöffnet wird. Es steht nun an der Düse 40 ein erhöhter Gasdruck an, was zu einer erhöhten Gasversorgung und somit zu einer Anfettung des Gas/Luft-Gemischs führt. Der Brenner 3 zündet weich und vor allem ziemlich zügig ganzflächig.
  • Sobald eine Zündzeit abgelaufen ist oder mit entsprechenden Detektormitteln das Zünden des Brenners 3 erfasst ist, geht die Steuereinheit 29 vom Zündbetrieb in regulären Betrieb über. Dazu deaktiviert sie die Hochspannungszündschaltung 30 und schaltet das 3/2-Wegeventil 28 so um, dass die Leitung 25 bzw. der Steuereingang der Stelleinrichtung 10 mit dem Anschluss 33 verbunden wird. Mit anderen Worten, die äußere Kammer 21 wird mit dem Umgebungsluftdruck verbunden. Die Druckentlastung der äußeren Kammer 21 bewirkt nun eine Verstellung des Gasdruckreglers 9 auf einen niedrigeren Gasdruck, womit die über die Düse 40 gelieferte Gasmenge reduziert wird. Es entsteht ein magereres Gemisch und der Brenner 3 geht in seinen normalen Betrieb über.
  • Bei normalem Betrieb kann die Leistung des Brenners 3 z.B. über die Gebläsedrehzahl geregelt werden. Nimmt die Gebläsedrehzahl zu, steigt auch die Saugwirkung an der Venturianordnung 37 und an der Düse 40. Weil der Gasdruckregler 9 den Gasdruck konstant hält, steigt die durch die Düse 40 abgegebene Gasmenge. Die Leistung des Brenners 3 kann dadurch in weiten Bereichen im Idealfalle, im Verhältnis von bis zu 1:10 verändert werden.
  • Figur 3 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform der Ventilanordnung 27. An Stelle des 3/2-Wegeventils 28 sind zwei einzelne Auf/Zu-Ventile 28a, 28b vorgesehen. Das Ventil 28a verbindet die Leitung 25 mit dem Umgebungsluftdruckanschluss 33 während das Ventil 28b die Leitung 25 mit der Leitung 34 verbindet. Die Ventile 28a, 28b werden alternierend geöffnet oder geschlossen. Beim Zünden ist das Ventil 28b offen. Bei Normalbetrieb ist das Ventil 28a offen.
  • Der Steuereingang der Stelleinrichtung 10 kann anstelle durch die Leitung 25 auch auf andere Weise ausgebildet sein. Z.B. kann der Steuereingang durch den elektrischen Betätigungsanschluss der Ventilanordnung 27 gebildet sein, das damit Bestandteil der Stelleinrichtung 10 wird. Der Steuereingang kann auch der elektrische Anschluss eines elektrisch betätigten oder gesteuerten Ventils sein, das zur Änderung des Drucks des Gasdruckreglers einen Bypasskanal zu der Drossel 17 freigibt oder die Drossel 17 verstellt.
  • Zum sicheren Zünden eines Oberflächenbrenners 3 ist eine Betriebseinrichtung 1 vorgesehen, die dazu eingerichtet ist, beim Zünden des Brenners 3 das gelieferte Gas/Luft-Gemisch anzufetten. Die Anfettung wird durch Umschaltung eines zu der Stelleinrichtung 10 gelieferten Referenzdrucks erreicht. Dieser ist bei regulärem Betrieb vorzugsweise der Umgebungsluftdruck während er im Zündbetrieb vorzugsweise ein erhöhter Luftdruck ist, der der Stelleinrichtung eine höhere Luftdichte vorspiegelt als tatsächlich vorhanden. Dies ist eine einfache Möglichkeit der Gemischanfettung zum Zünden des Brenners.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Betriebseinrichtung
    2
    Oberflächenbrenner
    3
    Mantelfläche
    4
    Düsenöffnungen
    5
    Gebläse
    6
    Leitung
    7
    Gasleitung
    8
    Leitung
    9
    Gasdruckregler
    10
    Stelleinrichtung
    11
    Ventil
    12
    Ventilverschlussglied/Reglerteller
    13
    Schubstange
    14
    Membrane
    15
    Fluid-Stellantrieb
    16
    Arbeitskammer
    17
    Drossel
    18
    Steuerventil
    19
    Druckdose
    20
    Membrane
    21
    äußere Kammer
    22
    innere Kammer
    23
    Leitung
    24
    Feder
    25
    Leitung
    26
    Steuerorgan
    27
    Ventilanordnung
    28
    3/2-Wegeventil
    29
    Steuereinheit
    30
    Hochspannungszündschaltung
    31
    Zündelektrode
    32
    Leitung
    M
    Motor
    33
    Anschluss
    34
    Leitung
    35
    Lüfterrad
    36
    Gebläsegehäuse
    37
    Venturianordnung
    38
    Diffusor
    39
    Luft-Saugkanal
    40
    Düse

Claims (15)

  1. Betriebseinrichtung (1) für einen Oberflächenbrenner (3), insbesondere einen Oberflächen-Gebläsebrenner,
    mit einer zu dem Brenner (3) führenden Leitung (8, 6),
    mit einem Gasdruckregler (9), der den Gasdruck in einer den Oberflächenbrenner (3) versorgenden Gasleitung (7) reguliert und mittels einer Stelleinrichtung (10) betätigt ist, der einen Steuereingang (25) aufweist,
    mit einem mit dem Steuereingang (25) verbundenen Steuerorgan (26), um während des Zündens ein Drucksignal an den Steuereingang (25) zu liefern, um dadurch das Gas/Luft-Gemisch des Brenners (3) anzufetten.
  2. Betriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuereingang (25) zur Beeinflussung eines vorgegebenen Referenzwerts für den von dem Gasdruckkregler (9) regulierten Gasdruck dient.
  3. Betriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruckregler den Gasdruck auf einen ersten Druckwert für den Betrieb des Brenners (3) und einen zweiten Druckwert für das Zünden des Brenners (3) einstellt.
  4. Betriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtung (10) einen Fluid-Stellantrieb (15) aufweist.
  5. Betriebseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluid-Stellantrieb (15) von einer Druckdifferenz gesteuert ist, die sich aus dem Gasdruck hinter dem Gasdruckregler (9) und einem Referenzdruck ergibt.
  6. Betriebseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzdruck bei Brennerbetrieb der Umgebungsdruck und im Zündbetrieb ein vor dem Brenner (3) abzugreifender Druck ist.
  7. Betriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerorgan (26) eine elektrisch betätigte Ventilanordnung (27) ist.
  8. Betriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (27) ein Wegeventil (28) ist.
  9. Betriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilanordnung (27) zwei Auf/Zu-Ventile (28a, 28b) umfasst.
  10. Betriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zu dem Brenner (3) führenden Leitung (6) ein Gebläse (5) angeordnet ist.
  11. Betriebseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (7) zu dem Gebläse (5) führt.
  12. Betriebseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gasleitung (7) über eine Strahlpumpenanordnung (37) an das Gebläse (5) angeschlossen ist.
  13. Verfahren zum Zünden eines Flächenbrenners, insbesondere eines Flächenbrenners (3) mit hoher Leistung, bei dem zum Zünden des Brenners (3) der Gasdruck erhöht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erhöhung des Gasdrucks eine Anfettung des entstehenden Gas/Luft-Gemischs herbeigeführt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zünden der Gas/Luft-Gemischstrom reduziert wird.
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