EP2556303B1

EP2556303B1 - Pneumatischer verbund mit massenausgleich

Info

Publication number: EP2556303B1
Application number: EP11709660.2A
Authority: EP
Inventors: Tobias Metz; Roland Keber; Rudolf Tungl
Original assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Current assignee: Ebm Papst Landshut GmbH
Priority date: 2010-03-10
Filing date: 2011-02-28
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2031-02-28
Also published as: DE202010018511U1; EP2556303A2; US9677765B2; WO2011110439A2; US20130045077A1; DE102010010952A1; WO2011110439A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Gebläsevorrichtung zur Förderung mindestens eines Mediums, wobei die Vorrichtung zumindest ein Gebläse mit Gehäuse, eine Düse und einen Sensor umfasst. Ferner betrifft die Erfindung Verfahren zum gesteuerten bzw. geregelten Betrieb der Gebläsevorrichtung, wobei durch den Sensor die Masse des die Düse durchströmenden Mediums gemessen wird, die gemessenen Werte an eine Steuerung bzw. Regelung elektronisch geleitet werden und diese die Drehzahl des Gebläses derart anpasst, dass am Sensor die gewünschten Werte erreicht werden, wobei gleichzeitig ein zweites, der Düse zugeführtes Medium pneumatisch in entsprechender Weise angepasst wird. Insbesondere ist die Erfindung auf Mischgebläse zur Förderung und Mischung von brennbaren Medien mit Luft gerichtet, die üblicherweise das brennbare Gemisch zu einem nachgeschalteten Brenner fördern.
Derartige Gebläse werden vorzugsweise in der Heiztechnik eingesetzt, da sie eine gute Vormischung des Brennstoffs mit Luft gewährleisten. Zur optimalen Regelung des Mischungsverhältnisses von Brennstoff und Luft sind im Stand der Technik sowohl pneumatische als auch elektronische Regelungs- und Steuerungssysteme bekannt, die jedoch bei der Einstellung des Mischungsverhältnisses jeweils nicht ohne Nachteile sind. Bei Vormischgebläsen für Gasbrenner sind viele Einflussparameter zu berücksichtigen, um das richtige Mischungsverhältnis von Luft und Gas (Luftzahl Lambda) zu gewährleisten, wobei die schnelle und richtige Einstellung der Luftzahl von hoher Wichtigkeit für eine schadstoffarme Verbrennung bei hohem Wirkungsgrad ist.
Der pneumatische Verbund ist dadurch gekennzeichnet, dass Ventile pneumatisch gesteuert werden, wobei der Steuerdruck durch den im Gebläse erzeugten Volumenstrom bereitgestellt und an einer entsprechenden Stelle, beispielsweise am Lufteinlass des Gebläses, abgegriffen wird. Die Steuerung des Ventils (Gasventils) führt zu einer Gasmenge, die dann der vom Gebläse angesaugten Luftmenge angepasst ist und zugemischt wird. Je höher der Unterdruck, desto weiter öffnet sich das Ventil und desto größer ist die zugeführte Gasmenge. Der Unterdruck hängt von der pro Zeiteinheit angesaugten Luftmenge und der Strömungsgeschwindigkeit der Luft ab. Der Zusammenhang zwischen Luftdruck und Strömungsgeschwindigkeit ist aus der Bernoulligleichung bekannt. Bei der Verwendung des pneumatischen Verbunds in Gasheizungen wird zum Erreichen einer vorgegebenen Heizleistung eine bestimmte Drehzahl am Gasgebläse eingestellt, und durch den pneumatischen Verbund das gewünschte Luft-Gasgemisch einstellt. Dieses Gemisch wird dem Brenner zugeführt und verbrannt. Der Zusammenhang zwischen Heizleistung und Drehzahl des Gebläserads wird in der Steuerung hinterlegt. Der pneumatische Verbund zeichnet sich durch Einfachheit seiner Komponenten aus, die hauptsächlich als passiv durch die Strömungsmechanik gesteuerte Elemente ausgebildet sind. Nachteilig am pneumatischen Verbund ist, dass die Gebläsedrehzahl zur Erreichung einer vorgegebenen Heizleistung durch verschiedene Rahmenbedingungen beeinflussbar ist. Insbesondere sich ändernde Luftdrücke oder Temperaturen der Ansaugluft können zu erheblichen Abweichungen der Heizleistung führen. Dies ist insbesondere nachteilig, wenn Systeme in verschiedenen geodätischen Höhen betrieben werden sollen, und der Luftdruck deutlich unter dem mittleren Luftdruck und somit die Heizleistung permanent unter den vorgegebenen Werten liegt. Zwar kann dieser negative Einfluss durch ein Kalibrieren des Systems für verschiedene geodätische Höhen minimiert werden, dies ist jedoch aufwendig und teuer. Einflussfaktoren, wie eine schwankende Temperatur der Ansaugluft oder Qualitätsunterschiede des Brenngases sowie Druckunterschiede in den Gasleitungen können auch durch Kalibrieren nicht ausgeglichen werden.
Zur Überwindung der Nachteile des pneumatischen Verbunds wurde der elektronische Verbund entwickelt, der unter anderem im deutschen Patent DE 10 2004 055 715 B4 offenbart ist. Aus dieser Schrift ist ein Verfahren zur Einstellung von Betriebsparametern an Gasbrennern bekannt, bei dem mittels eines Luftmassenmessers die zugeführte Luftmasse unabhängig von geodätischen Einflüssen erfasst wird und regelbar ist. Ferner ist ein Sensor zur Messung der erzeugten Temperatur vorgesehen, um alle Rahmenbedingungen elektronisch zu erfassen und das richtige Mischungsverhältnis (Lambda) unabhängig von äußeren Einflussgrößen, wie beispielsweise der Qualität des Heizgases, ideal einzustellen. Durch die vollständige elektronische Erfassung sowie die elektronische Einstellung sämtlicher Größen (Drehzahl des Gebläses, Stellung des Gasventils) ist zwar eine hochpräzise Regelung bereitgestellt, die jedoch mit hohem Regelaufwand und eigenen Regelsystemen sowohl für die zugeführte Luftmenge, d.h. die Drehzahlregelurig, sowie die zugeführte Gasmenge, d.h. die Gasventilregelung, ausgestattet ist. Das System ist deshalb im Vergleich zum pneumatischen Verbund deutlich aufwendiger und teurer.
Auch die EP 1 243 857 A1 offenbart ein Gebläse mit elektronischem Verbund, bei dem das Verhältnis Verbrennungsluft/Verbrennungsmedium in Abhängigkeit der gewünschten Heizleistung angepasst wird.
Die DE 103 49 344 B3 offenbart ein Gebläse mit einem Luftmengensensor in einem Bypass eines Strömungsgleichrichters.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, wodurch die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden. Die Gebläsevorrichtung soll dabei im Vergleich zum elektronischen Verbund kostengünstiger sein und dennoch Druckschwankungen des zugeführten Mediums ausgleichen können.
Die Erfindung wird erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Der Wirkungsbereich der Düse umfasst hierbei jeden Bereich, auf den die durch die Düse veränderte Strömung (z.B. Strömungsgeschwindigkeit, Druck) wirkt.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10 gelöst.
Ferner wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst.
Die Erfindung ist deutlich vereinfacht und verzichtet in vorteilhafter Weise weitestmögliche auf teure und regel- bzw. steuerintensive elektronische Elemente. Beispielsweise wird keine elektronische Erfassung des zweiten Mediums - des Gasvolumenstroms - sowie eine elektronische Steuerung bzw. Regelung des Gasventils benötigt, wie es im Stand der Technik gelehrt wird. Die Erfindung findet insbesondere Anwendung für Mischgebläse zur Verwendung in der Heiztechnik, wobei als Hauptstrom Luft angesaugt wird, und über ein Zuleitungselement Brenngas bereitgestellt und zugemischt wird Bei der Erfindung handelt es sich im Wesentlichen um ein pneumatisches Verbundsystem, das eine elektronische Erfassung der Luftmasse des Hauptluftstroms umfasst und über eine Steuerung bzw. Regelung einen Massenausgleich bereitstellen kann. Die erfindungsgemäße Gebläsevorrichtung ist ausgebildet zur Förderung mindestens eines Mediums, wobei das mindestens eine Medium vorzugsweise Luft ist. Der im Wirkungsbereich der Düse angeordnete Sensor kann die Luftmasse auf verschiedene Arten messen. Prinzipiell kann jedes Sensorelement eingesetzt werden, das geeignet ist, eine Größe oder mehrere Größen zu messen, die alleine oder zusammen in eindeutigem Verhältnis zum durch die Düse strömenden Massenstrom stehen. Die bloße Messung des Volumenstroms ist nicht ausreichend, und wäre nur dann möglich, wenn auch weitere Messgrößen, wie beispielsweise die Luftdichte, erfasst würden und eine Umrechnungseinrichtung bereitgestellt würde, die aus den Messgrößen die Luftmasse berechnet. Allerdings ist bei ausreichend stabilen Verhältnissen die durch das Gebläse geförderte Luftmenge stabil und nur von der Drehzahl abhängig. Zur Bestimmung des Massenstroms ist in diesem Fall unter Berücksichtigung der Drehzahlregelung ein Sensor zur direkten oder indirekten Bestimmung ausreichend. Die Luftmasse kann indirekt durch Messung beispielsweise folgender Parameter in geeigneter Kombination bestimmt werden: der Schallgeschwindigkeit, der Dichte, des Dopplereffekts, der Wärmekapazität oder der thermischen Transportleistung, des barometrischen Drucks, der lonisierbarkeit, der Lichtgeschwindigkeit, der Sauerstoffisotopenkonzentration, der elektromagnetischen oder magnetischen Permeabilität, des Absorptionskoeffizients für bestimmte elektromagnetische oder mechanische Wellen sowie aller anderen Größen, welche vor allem mit der Dichte der Luft in Zusammenhang stehen. Zu diesem Zwecke kann die Gebläsevorrichtung zusätzlich eine elektronischen Auswerteeinheit aufweisen, die das Sensorsignal auswertet und in ein der durchströmten Masse zuordenbares elektronisches Signal umwandelt. Die Übermittlung von Signalen ist nachstehend genauer beschrieben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Düse einen Zusatzkanal auf, durch den zumindest ein Teil des mindestens einen Mediums (Luft) strömt, wobei der Sensor im Zusatzkanal angeordnet ist. Gegenüber bisher bekannten pneumatischen Verbundsystemen ist es bei der vorliegenden Erfindung nicht weiter nötig, einen Bypass für die Messung des Massenstroms zu gestalten, vielmehr reicht es aus, den Sensor direkt an der Düse anzubringen, beispielsweise in dem Zusatzkanal, über den Nebenluft angesaugt wird. Durch das Weglassen einer aufwendigen Bypasskonstruktion wird das System erheblich vereinfacht. Alternativ kann die Düse auch für das mindestens eine Medium (Luft) mindestens zwei Zuleitungen aufweisen, wobei die erste Zuleitung den Hauptstrom umfasst, und die zweite Zuleitung kanalförmig ausgebildet und in ihrem Inneren der Sensor angeordnet ist. Durch die Anordnung des Sensors in einer kanalförmigen zweiten Zuleitung oder einem an der Düse angeordneten Zusatzkanal strömt ein ausreichender Anteil des Gesamtstroms über den Sensor, um den Massenstrom eindeutig zu bestimmen.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Düse als Venturidüse ausgebildet und in unmittelbarer Verbindung am Einlass des Gehäuses des Gebläses angeordnet, d.h., die Venturidüse ist dem Gebläse in Strömungsrichtung vorgeschaltet, um die sich gemäß der Bernoulligleichung in der Venturidüse ergebenden höheren Geschwindigkeiten der Strömung bereits im Zulauf des Gebläses zu nutzen. Die Verwendung einer Venturidüse ist ferner vorteilhaft, da in ihr der Massenstrom gut kontrolliert vorliegt und somit eine Messung durch den Sensor leicht ermöglicht ist. Der Massenstrom im Zusatzkanal bzw. in der zweiten Zuleitung unterliegt dem Wirkungsbereich der Venturidüse und wird insbesondere durch den in der Venturidüse erzeugten Unterdruck eingestellt, so dass ein direktes Verhältnis zu dem Haupt-Massenstrom durch die Venturidüse selbst besteht und sich aus dem gemessenen Wert des Massenstroms in der Zuleitung bzw. dem Zusatzkanal auf den Massenstrom in der gesamten Venturidüse schließen lässt.
Bei der Verwendung eines Zusatzkanals ist ferner günstig, wenn sich dieser im Wesentlichen parallel über einen vorbestimmten Abschnitt der Düse erstreckt und in einem Bereich in die Düse mündet, der in Strömungsrichtung vor einem Düsenabschnitt liegt, in dem der Querschnitt der Düse minimal ist. Der in dem Zusatzkanal geführte Teilstrom wird folglich zu dem innerhalb der Düse strömenden Hauptstrom in einem Bereich vor dem engsten Querschnitt zurückgeführt. Zwar ist auch ein Zurückführen direkt im engsten Querschnitt oder in Strömungsrichtung nach dem engsten Querschnitt möglich, jedoch ergeben sich hierdurch strömungstechnische Nachteile.
Die Erfindung sieht in einer Ausgestaltung ferner vor, dass die Düse ein Zuleitungselement aufweist, über das mittels dem durch die Düse erzeugten Unterdruck ein zweites Medium zugeführt wird, wobei die zugeführte Menge des zweiten Mediums ausschließlich über den Druckunterschied aufgrund des Unterdrucks der Düse gesteuert ist. Als zweites Medium wird vorzugsweise Gas verwendet. Das Zuleitungselement ist vorzugsweise als Gasleitung ausgebildet, die über ein Gasventil verfügt, das die zugeführte Gasmenge je nach Öffnungsstellung steuert. Erfindungsgemäß kann der durch die Düse erzeugte Unterdruck mittelbar oder unmittelbar auf das Gasventil einwirken und eine weit geöffnete Stellung des Gasventils bei höherem Unterdruck sowie eine weiter geschlossene Stellung bei geringerem Unterdruck gewährleisten. Auf zusätzliche elektronische Mess- oder Regeleinrichtungen des Gasventils kann somit verzichtet werden.
Bei der erfindungsgemäßen Gebläsevorrichtung ist ferner von Vorteil, dass der Sensor elektronisch mit einer Steuerung oder Regelung verbunden ist und die gemessenen Parameter des mindestens einen Mediums als Werte über eine elektronische Signalleitung an die Steuerung oder Regelung leiten kann. In einer bevorzugten Ausführung erfasst der Sensor den Wert der pro Zeit durch die Düse strömenden Luftmasse vorzugsweise über eine Glasfaserleitung an die Steuerung oder Regelung weiter.
Die erfindungsgemäße Gebläsevorrichtung kann sowohl mittels einer Steuerung gesteuert als auch mittels einer Regelung geregelt betrieben werden, wobei in einer ersten Alternative die Steuerung ausgebildet ist, die Drehzahl eines Gebläserades des Gebläses in Abhängigkeit des Wertes des durch den Sensor gemessenen Parameters zu steuern, in einer alternativen Ausführung das Gebläse mit einer Regelung ausgestattet ist, die ausgebildet ist, die Drehzahl eines Gebläserades des Gebläses in Abhängigkeit des Wertes des durch den Sensor gemessenen Parameters zu regeln, bis der gemessene Wert einen der Regelung hinterlegtem Sollwert entspricht. Der Vorteil des geregelten Betriebs liegt darin, dass nach einer Veränderung des Luftmassenstroms durch eine Variation der Drehzahl des Gebläserads des Gebläses der jeweils neue durch den Sensor gemessene Massenwert geprüft und an die Regelung zurückgegeben werden kann. Im Falle der Steuerung wird lediglich der neue Drehzahlwert angesteuert, ohne dass es zu einer Überprüfung des tatsächlich erreichten Massenstroms kommt.
Zur Gewährleistung einer definierten Steuerung oder Regelung ist günstig, dass der Steuerung bzw. der Regelung in einem Speicher eine Kennlinie hinterlegt ist, welche die Drehzahl des Gebläserads des Gebläses in Abhängigkeit von der benötigten Heizleistung des Brenners bestimmt, wenn das erfindungsgemäße Gebläse, wie es bevorzugt ist, als Luft und Gas vormischendes Radialgebläse für Brenner ausgebildet ist. Die Vormischung kann dabei durch die dem Gehäuse vorgeschalteten Düse oder zusätzlich auch bzw. zusätzlich innerhalb des Gehäuses des Gebläses selbst erfolgen.
Gemäß einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt der Betrieb des Gebläses geregelt, wobei im Wirkungsbereich der an dem Einlass des Gehäuses befestigten Düse, beispielsweise in einem Zusatzkanal, angeordnete Massenstromsensor den Wert der die Düse durchströmenden Luftmasse misst. In einem zweiten Schritt wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der von dem Massenstromsensor gemessene Wert über eine elektronische Signalleitung an die Regelung gesendet, woraufhin die Regelung die Drehzahl des Gebläses unter Berücksichtigung des gemessenen Wertes derart regelt, dass der vom Sensor gemessene Wert einem der Regelung in hinterlegten Sollwert entspricht. Ferner ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass die durch die Düse strömende Luftmasse einen bestimmten Unterdruck erzeugt, der pneumatisch die Öffnungsstellung eines Gasventils und somit eines zweiten der Düse zugeführten Mediums bestimmt, so dass die Regelung des Luftmassenstroms über die Veränderung der Drehzahl des Gebläserades unmittelbar zu einer entsprechenden Veränderung der zugeführten Gasmasse führt.
In einer alternativen Verfahrensausführung wird anstelle einer Regelung eine Steuerung verwendet, wobei hierbei keine Regelung erfolgt, bis der vom Sensor gemessene Wert einem der Regelung hinterlegtem Sollwert entspricht, erfolgt, sondern lediglich ein vorgegebener Drehzahlwert angesteuert wird. Die übrigen Verfahrensschritte sind identisch zu dem Regelverfahren.
In einer günstigen Ausführung sind die Elemente der Gebläsevorrichtung derart gestaltet, dass das erfindungsgemäße Steuer- bzw. Regelverfahren eine pneumatische Veränderung der zugeführten Masse des zweiten Mediums (Gas) führt, die in linearer Abhängigkeit zu der zugeführten Masse des ersten Mediums (Luft) steht und im Wesentlichen gleichzeitig zur Veränderung der Masse des ersten Mediums durch Variation der Drehzahl erfolgt.
In den nachfolgenden Figuren ist die Erfindung beispielhaft schematisch dargestellt, wobei gleiche Bezugszeichen identische Elemente kennzeichnen.
Es zeigen:

Fig.1: eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Gebläsevorrichtung,
Fig.2: eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführung der Düse,
Fig.3: eine schematische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführung der Düse.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung mit Gebläse 1 zur Förderung eines Gemisches aus Luft und Gas schematisch dargestellt. Das Gebläse 1 weist ein Gehäuse 2 mit einem Einlass 3 und einem Auslass 4 auf, wobei am Einlass 3 eine Düse 5 unmittelbar mit dem Gehäuse 2 strömungsverbunden ist. Innerhalb des Gehäuses 2 ist ein von einem Motor 10 angetriebenes Gebläserad 12 angeordnet. Die Düse 5 ist als Venturidüse ausgebildet, wobei sich diesem Düsentyp entsprechend ein Einlaufbereich mit großem Querschnitt hin zu einem Abschnitt mit deutlich engerem Querschnitt verjüngt und anschließend zum Einlass 3 des Gehäuses 2 hin der Querschnitt wieder im Wesentlichen auf seinen Ursprungswert vergrößert. Das Antreiben des Gebläserads 12 erzeugt eine Strömung. Dabei wird u.a. Luft durch die Venturidüse 5 angesaugt und im Bereich reduzierten Querschnitts beschleunigt, so dass sich ein Unterdruck ausbildet. Im Bereich des reduzierten Querschnitts ist an der Venturidüse 5 ein Zuleitungselement 8 angeordnet, über das Brennstoff, vorzugsweise Gas, zugeführt werden kann. Die zugeführte Gasmenge ist abhängig von der Öffnungsstellung des Gasventils 13, auf das der Unterdruck der Düse 5 wirkt und die Öffnungsstellung bestimmt. Die zugeführte Gasmenge hängt somit unmittelbar und linear von dem Wert des Unterdrucks, d.h. der Drehzahl des Gebläserads 12 ab. Im Wirkungsbereich der Venturidüse 5 ist der Sensor 6 zur Bestimmung der die Venturidüse 5 durchströmenden Luftmasse angeordnet. In der gezeigten Ausführung ist der Sensor 6 an der Innenwand der Venturidüse 5 derart befestigt, dass der Sensor 6 direkt dem Hauptstrom der angesaugten Luft ausgesetzt ist. In der schematischen Darstellung ist der Sensor 6 vergrößert neben der Venturidüse 5 gezeigt, wobei dieser elektronisch mit einer Regelung 9' über eine elektronische Signalleitung 11 verbunden ist und die gemessenen Werte über die Signalleitung 11 an die Regelung 9' leitet. Die Regelung 9' ist mit dem Motor 10 verbunden, um in Abhängigkeit von den vom Sensor 6 gemessenen Werten die Drehzahl des Gebläserads 12 einzustellen.
In Figur 2 ist eine alternative Ausführungsform der Venturidüse 5 dargestellt, wobei die übrigen Elemente identisch zu Fig. 1 hinzuzudenken sind. Die Düse 5 weist im Einlaufbereich einen Zusatzkanal 7 auf, in dem der Sensor 6 angeordnet ist. Durch den Zusatzkanal 7 wird ein Nebenstrom angesaugt, der so beschaffen ist, dass durch die Messung des Nebenstroms auf die Masse des Hauptstroms geschlossen werden kann. Die Verluste in einer gut ausgeführten Venturidüse 5 sind derart minimal, dass sie leicht in Kauf genommen werden können. Der Zusatzkanal 7 verläuft im Wesentlichen parallel zu der Außenwand der Düse 5 und mündet zurück in den Hauptstrom der Düse 5 in einen Bereich, der in Strömungsrichtung vor dem Düsenabschnitt liegt, in dem der Querschnitt der Düse 5 minimal ist.
In Figur 3 ist eine weitere alternative Ausgestaltung der Anordnung des Sensors 6 dargestellt, wobei im Übrigen die nicht dargestellten Merkmale aus Figur 1 auch in dieser Ausführung zu verwenden sind. Die Düse 5 weist zwei Zuleitungen auf, wobei eine erste Zuleitung einen Hauptstrom und eine zweite Zuleitung einen Nebenstrom führt. In der zweiten, im wesentlichen kanalförmig ausgebildeten Zuleitung ist der Sensor 6 angeordnet, mit dem die zugeführte Luftmasse gemessen und über eine nicht gezeigte elektrische Signalleitung an die Regelung geleitet wird.
Während des Betriebs des Gebläses 1 nach Fig. 1 bzw. den Ausgestaltungen nach Fig. 2 oder 3 wird mittels dem Sensor 6 die durch das Gebläserad 12 angesaugte Luftmasse gemessen und der gemessene Wert über eine elektrische Signalleitung 11 an eine Regelung 9' geleitet, wobei die Regelung die Drehzahl des Gebläserades 12 des Gebläses 1 in Abhängigkeit des vom Sensor 6 gemessenen Wertes so lange regelt, bis der gemessene Wert einem der Regelung 9' hinterlegten Sollwert entspricht. Der Sensor 6 ist dabei im Wirkungsbereich der Venturidüse 5 angeordnet und misst die Masse der die Venturidüse 5 durchströmenden Verbrennungsluft. Die Venturidüse 5 bewirkt während der Durchströmung der Luft einen Unterdruck, der über ein Zuleitungselement 8 oder eine zusätzliche Leitung auf die Öffnungsstellung des Gasventils einwirkt, und somit bei größeren Luftmassen durch einen stärkeren Unterdruck eine weitere Öffnungsstellung des Gasventils 13 und somit einer größeren zugeführten Gasmenge bewirkt. Durch die Veränderung der Drehzahl des Gebläserades 12 wird automatisch und pneumatisch die zugeführte Gasmenge entsprechend angepasst. Diese Anpassung erfolgt im Wesentlichen gleichzeitig und in linearer Abhängigkeit zu der Veränderung der zugeführten Luftmasse.
Alternativ kann anstelle einer Regelung 9' auch eine Steuerung eingesetzt werden, wobei die Drehzahl über eine hinterlegte Kennlinie angesteuert wird, jedoch keine Rückführung und Überprüfung des erreichten Werts mit einem Sollwert erfolgt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann, wenn vom Sensor nicht direkt die Luftmasse gemessen wird, eine elektronische Auswerteeinheit vorgesehen sein, die ein Signal des Sensors auswertet und in ein elektronisches Signal umwandelt, das der durchströmten Masse zuordenbar ist.

Claims

Gebläsevorrichtung zur Förderung mindestens eines Mediums umfassend:
a. ein Gebläse (1) mit Gehäuse (2) mit einem Einlass (3) und einem Auslass (4),

b. eine Düse (5), die derart strömungsverbunden an dem Gehäuse (2) angeordnet ist, dass sie von dem mindestens einen Medium durchströmbar ist, wobei die Düse (5) ausgebildet ist, zumindest abschnittsweise einen Unterdruck des mindestens einen Mediums zu bewirken,

c. mindestens einen Sensor (6), wobei der Sensor (6) im Wirkungsbereich der Düse (5) angeordnet und ausgebildet ist, zumindest Parameter des mindestens einen Mediums zu messen, die zur Bestimmung der Masse des mindestens einen Mediums nötig sind,
wobei die Düse (5) ein Zuleitungselement (8) aufweist, über das mittels dem durch die Düse (5) erzeugten Unterdruck ein zweites Medium zuführbar wird, wobei die zuführbare Menge des zweiten Mediums ausschließlich über den Druckunterschied aufgrund des Unterdrucks der Düse (5) gesteuert ist,
wobei eine Steuerung oder Regelung (9') und eine elektronische Signalleitung (11) vorhanden sind, wobei der Sensor (6) elektronisch mit der Steuerung oder Regelung (9') verbunden ist und die gemessenen Parameter des Mediums als Werte über die elektronische Signalleitung (11) an die Steuerung oder Regelung (9') leitet, und
wobei die Steuerung ausgebildet ist, die Drehzahl eines Gebläserades des Gebläses (1) in Abhängigkeit des Wertes des durch den Sensor (6) gemessenen Parameters zu steuern, oder die Regelung (9') ausgebildet ist, die Drehzahl eines Gebläserades des Gebläses (1) in Abhängigkeit des Wertes des durch den Sensor (6) gemessenen Parameters zu regeln, bis der gemessene Wert einem der Regelung hinterlegten Sollwert entspricht, wobei der Sensor (6) als Massenstromsensor ausgebildet ist und zumindest die Masse des mindestens einen Mediums misst.
Gebläsevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektronische Auswerteeinheit vorgesehen ist, die ein Signal des Sensors (6) auswertet und in ein elektronisches Signal umwandelt, das der durchströmten Masse zuordenbar ist.
Gebläsevorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (5) einen Zusatzkanal (7) aufweist, durch den zumindest ein Teil des mindestens einen Mediums strömt, und dass der Sensor im Zusatzkanal (7) angeordnet ist.
Gebläsevorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (5) mindestens zwei Zuleitungen für das mindestens eine Medium aufweist, wobei die zweite Zuleitung kanalförmig ausgebildet ist, und wobei der Sensor (6) innerhalb der zweiten Zuleitung angeordnet ist.
Gebläsevorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düse (5) als Venturidüse ausgebildet ist, und in unmittelbarer Verbindung am Einlass (3) des Gehäuses (2) angeordnet ist.
Gebläsevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatzkanal (7) im wesentlichen parallel zu der Düse (5) verläuft und in einem Bereich in die Düse (5) mündet, der in Strömungsrichtung vor einem Düsenabschnitt liegt, in dem der Querschnitt der Düse (5) minimal ist
Gebläsevorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gebläse (1) als Luft und Gas vormischendes Radialgebläse für Brenner ausgebildet ist, wobei die Vormischung zumindest teilweise durch die Düse (5) erfolgt.
Gebläsevorrichtung nach mindestens einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerung oder Regelung (9') eine vorbestimmte Kennlinie hinterlegt ist, welche die Drehzahl des Gebläserads in Abhängigkeit von der benötigten Heizleistung des Brenners bestimmt.
Verfahren zum geregelten Betrieb einer Gebläsevorrichtung gemäß der vorigen Ansprüche, wobei der im Wirkungsbereich der Düse (5) angeordnete Massestromsensor (6) den Wert der die Düse (5) durchströmenden Masse eines ersten Mediums misst, den gemessenen Wert über die elektronische Signalleitung (11) an die Regelung (9') leitet, wobei die Regelung (9') die Drehzahl des Gebläserades des Gebläses (1) in Abhängigkeit des vom Sensor (6) gemessenen Wertes regelt, bis der vom Sensor (6) gemessene Wert einem der Regelung hinterlegten Sollwert entspricht, wobei durch die Regelung der Drehzahl die Menge eines zweiten, der Düse (5) zugeführten Mediums und pneumatisch zu der Veränderung der Masse des ersten Mediums verändert wird.
Verfahren zum steuerten Betrieb einer Gebläsevorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 8, wobei der im Wirkungsbereich der Düse (5) angeordnete Massestromseensor (6) den Wert der die Düse (5) durchströmenden Masse eines ersten Mediums misst, den gemessenen Wert über die elektronische Signalleitung (11) an die Steuerung leitet, wobei die Steuerung die Drehzahl des Gebläserades des Gebläses (1) in Abhängigkeit des vom Sensor (6) gemessenen Wertes steuert, wobei durch die Steuerung der Drehzahl die Menge eines zweiten, der Düse (5) zugeführten Mediums pneumatisch zu der Veränderung der Masse des ersten Mediums verändert wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorigen beiden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuerung oder Regelung der Drehzahl die Menge eines zweiten, der Düse (5) zugeführten Mediums im wesentlichen gleichzeitig und in linearer Abhängigkeit zu der Veränderung der Masse des ersten Mediums verändert wird.