NL7811831A - Regelinrichting voor een brander. - Google Patents

Description

Ν.ο. 26.973 - 1 - Λ \ "ν· ΙΤΗΟ B.V., te Schiedam.

Regelinrichting voor een brander.

De uitvinding heeft betrekking op een regelinrichting voor een brander, voorzien van een luchttoevoerkanaal aangesloten op een door een motor aangedreven ventilator voor het toevoeren van lucht aan de brander, en een brandstoftoevoerleiding aangesloten op een brandstofreservoir voor het toevoeren van brandstof aan de 5 brander, waarbij regelmiddelen zijn aangebracht voor het regelen van de hoeveelheid lucht en de hoeveelheid brandstof, die aan de brander worden toegevoerd, afhankelijk van een in het door de brander verwarmde stelsel gemeten druk of temperatuur.

Bij een bekende regelinrichting voor een brander, die bij- 10 voorbeeld geïllustreerd is in de bijgevoegde figuur 1, wordt een ventilator 5 aangedreven door een motor 6 teneinde via een luchttoevoerkanaal 24 lucht toe te voeren aan de branderkamer 20. In het luchttoevoerkanaal 24 ia een klep 4 geplaatst, waarmee de aan de branderkamer toe-te voeren hoeveelheid lucht k;an worden gevari- 15 eerd. Deze klep 4 wordt in een bepaalde stand gebracht door middel van een instelbare kurveschijf 25, die mechanisch gekoppeld is met een servomotor. Via de brandstof toevoerleiding 1 wordt brandsto'f toegevoerd aan de branderkamer 20, waarbij de hoeveelheid toegevoerde brandstof wordt geregeld met behulp van een in het brand- 20 stoftoevoerkanaal aanwezig regelorgaan 2, bijvoorbeeld in de vorm van een gestuurde klep. Dit regelorgaan 2 wordt bestuurd door middel van een verdere instelbare kurveschijf 3> die eveneens mechanisch is gekoppeld met de servomotor 9· Op het door de brander verwarmde stelsel is een temperatuur- en/of drukopnemer 7 aange- 25 sloten, waarmee de temperatuur en/of de druk op een vooraf bepaalde plaats in het stelsel wordt gemeten. Deze temperatuur- en/of drukomvormer 7 geeft een signaal af aan een temperatuur- en/of j ' - ! drukregelorgaan, waarin een stuursignaal wordt opgewekt voor het j 7811831 2 besturen van de servomotor 9·

Deze bekende inrichting werkt nu zodanig, dat indien de druk en/of temperatuur, gemeten met behulp van de opnemer 7> hoger respectievelijk lager wordt dan een ingestelde drempelwaarde, dan zal de servomotor 9 door het temperatuur- en/of drukregelorgaan 8 zodanig 5 worden bestuurd, dat via de mechanische koppeling met de kurveschijven 3 en 23 er minder respektievelijk meer lucht en brandstof aan de brander worden- toegevoerd. De verhouding tussen de hoeveelheid lucht en de hoeveelheid brandstof hangt daarbij af van de onderlinge.relatie van de kurveschijven 3 en 23, welke relatie vooraf kan worden 10 ingesteld.

Het nadeel van een dergelijke regeling is dat de ventilator-motor gedurende het bedrijf van de brander kontinu op eenzelfde toerental draait ongeacht de hoeveelheid lucht die naar de brander moet worden toegevoerd, dat wil zeggen ongeacht de belastingstoestand van 15 de ventilator. De benodigde luchthoeveelheid wordt uitsluitend geregeld door middel van de luchtregelklep, die zowel aan de aanzuigzij-de als aan de uitblaaszijde van de ventilator aangebracht kan zijn.

Doordat de luchthoeveelheid met behulp van een luchtregelklep wordt gesmoord, treedt er een aanzienlijk energieverlies op. 20

Yerder wordt bij dergelijke branders ter beveiliging meestal tijdens elke startprocedure op de minimale en maximale stand van de regelinrichting gekontroleerd of daarbij aan de voorwaarden voor een juiste lucht- en brandstoftoevoer wordt voldaan. Tijdens bedrijf wordt er daarna van uitgegaan, dat de mechanische koppe- 25 ling tussen de lucht- en brandstofregelorganen in samenwerking met eventueel aanwezige beveiligingsorganen een voldoende garantie biedt voor een veilig bedrijf.

Als verder nadeel kan worden opgemerkt, dat vanwege het feit dat de motor van de ventilator gedurende bedrijf kontinu 30 op eenzelfde toerental werkt, ongeacht de belastingstoestand van de ventilator, er een aanzienlijke hoeveelheid geluid geproduceerd wordt, hetgeen kan leiden tot lawaaioverlast met alle nare gevolgen van dien.

De uitvinding heeft nu ten doel een regelinrichting voor 35 een brander te verschaffen waarmee een oplossing wordt geboden 78 1 1 8 3 1 '5 voor de in het bovenstaande gesignaleerde nadelen.

Aan deze doelstelling wordt bij een regelinrichting voor een brander van in de aanhef genoemde soort voldaan, doordat de ventilatormotor verbonden is met een toerentalregeleenheid, waarmee het toerental van de ventilatormotor wordt geregeld afhankelijk 5 van de aan de brander toe te voeren hoeveelheid lucht. Daarmee wordt bereikt, dat bij iedere bedrijfstoestand van de brander het energieverbruik wordt aangepast zodanig, dat er geen of nauwelijks energie verloren gaat, terwijl een dergelijke toerentalregeling van de ventilatormotor bovendien resulteert in een veel kleinere 10 gemiddelde geluidsproduktie waardoor er minder kans zal zijn op lawaaioverlast.

Verdere kenmerken en eigenschappen van de uitvinding zullen in het volgende worden verduidelijkt aan de hand van de begeleidende figuren. 15

Fig. 1 toont een regelinrichting voor een brander, zoals bekend uit de stand der techniek.

Fig. 2 toont een eerste uitvoeringsvorm van een regelinrichting voor een brander volgens de uitvinding.

Fig. 3 toont een tweede uitvoeringsvorm van een regelinrich- 20 ting voor een brander volgens de uitvinding.

Fig. 4 toont een derde uitvoeringsvorm van een regelinrichting voor een brander volgens de uitvinding.

De in fig. 1 geïllustreerde regelinrichting voor een brander uit de stand der techniek is in het bovenstaande reeds 25 besproken en behoeft geen verdere uitleg.

Fig. 2 toont een. regelinrichting voor een brander volgens de uitvinding in een eerste uitvoeringsvorm. De ventilator 5, aangedreven door de motor 6, zorgt voor de luchttoevoer via het luchtkanaal 24 naar de branderkamer 20. De brandstof wordt via 30 de leiding 1, waarin zich weer-een regelorgaan 2 bevindt, toegevoerd naar de brandstofkamer 20. De temperatuur en/of de druk in het door de brander verwarmde stelsel wordt gemeten met de temperatuur- en/of drukopnemer 7, die een signaal levert aan de temperatuur- en/of drukregeleenheid 8. De temperatuur- en/of 35 drukregeleenheid 8 levert een signaal aan de servomotor 9» die 78 1 1 8 3 1 4 mechanisch gekoppeld is met een instelbare kurveschijf 3 voor het regelen van de brandstoftoevoer door middel van het brandstofregel-orgaan 2. De servomotor 9 is tevens mechanisch gekoppeld met een omvormer 10, waarmee de beweging van de servomotor 9 wordt omgevormd tot een elektrisch signaal. Dit elektrische signaal wordt 5 als stuursignaal toegevoerd aan de toerentalregeleenheid 11, die afhankelijk van dit stuursignaal het toerental van de ventilator-motor 6 bestuurt.

Even afgezien van de verdere, in de fig. 2 getoonde kompo-nenten werkt de regelinrichting met de tot nu toe besproken kom- 10 ponenten als volgt. De temperatuur en/of de druk wordt met behulp van de opnemer 7 gemeten en deze opnemer 7 geeft een signaal af aan de temperatuur- en/of drukregeleenheid 8. Is de temperatuur en/jaf de druk te hoog respektievelijk te laag, dan wordt in overeenstemming daarmee de servomotor 9 zodanig bestuurd, dat er 15 minder respektievelijk meer brandstof aan de branderkamer 20 wordt toegevoerd. Deze beweging van de servomotor 9 wordt door middel van de omvormer 10 vertaald in een elektrisch signaal waarmee de toerentalregeleenheid 11 wordt bestuurd, die op zijn beurt het toerental van de ventilatormotor 6 dusdanig aanpast, dat er 20 in overeenstemming met de kleinere respektievelijk grotere hoeveelheid brandstof minder respektievelijk meer lucht wordt toegevoerd aan de branderkamer 20.

De regelinrichting uit fig. 2 is bovendien voorzien van een beveiligingscircuit bestaande uit de toerentalomvormer 12, waarmee 25 het toerental van de ventilatormotor 6 respektievelijk de ventilator 5 wordt gemeten,'een vergelijkingsorgaan 13» waaraan enerzijds het uitgangssignaal van de toerentalomvormer 12 wordt toegevoerd en waaraan anderzijds het uitgangssignaal van een omvormer 16 wordt toegevoerd, die de mechanische beweging van de servomotor 9 om- 30 vormt in-een elektrisch signaal. Eunktioneert de gehele regelinrichting naar behoren, dan zal het in het vergelijkingsorgaan opgewekte verschilsignaal zich bevinden binnen voorafbepaalde drempelwaarden, en zal het beveiligingscircuit derhalve niet aanspreken. Mocht om de een of andere reden er een te grote afwij- 35 king ontstaan tussen het toerental van de motor 6 respektievelijk 78 1 1 8 3 1 .5 de ventilator 5 zoals gemeten door de toerentalomvormer 12, en de stand van de servomotor 9> waargenomen met behulp van de omvormer 16, dan treedt het beveiligingscircuit in werking en kan bijvoorbeeld op verder niet getoonde wijze de gehele brander worden uitgeschakeld. 5

In fig. 2 is verder nog een luchtregelklep 4 getoond, die via de instelbare kurvesehijf 23 eveneens mechanisch gekoppeld is met de servomotor 9· Opgemerkt wordt, dat deze luchtregelklep 4 niet noodzakelijkerwijze aanwezig behoeft te zijn omdat de hoeveelheid aan de branderkamer 20 toegevoerde lucht wordt geregeld aan 10 de hand van het toerental van de motor 6 respektievelijk de ventilator 5· Om echter vooral bij een lage belastingstoestand een goed bedrijf te waarborgen kan het eventueel nodig zijn om de luchtregelklep toch te handhaven, waarbij deze dan zo wordt ingeregeld, dat het drukverlies1 (en dus het energieverlies) over de klep zo klein 15 mogelijk is. Een bijkomend voordeel is, dat bij het ombouwen van een bestaand, uit de stand der techniek bekend branderstelsel de daarin aanwezige klep niet verwijderd behoeft te worden.

Fig. 3 toont een verdere uitvoeringsvorm van de regelinrich-ting volgens de uitvinding. De met de uitvoeringsvorm van fig. 2 20 overeenstemmende komponenten zijn in fig. 3 met dezelfde referen-tiecijfers aangeduid. Het enige verschil met de inrichting uit' fig. 2 is gelegen in de uitvoering van het beveiligingscircuit.

Zoals getoond is in fig. 3 is een derde instelbare kurvesehijf 25 mechanisch gekoppeld met de servomotor 9· Deze kurvesehijf 25 be- 25 dient een luchtregelorgaan 17 aangebracht in een luchtleiding 19 die op zijn beurt aangesloten is op de luchttoevoerleiding 24 tussen de ventilator 5 en de branderkamer 20. Verder is in deze luchtleiding 19 nog een vast ingestelde luchtweerstand 18 aange- . bracht en op de leidingsektie tussen het luchtregelorgaan 17 en 30 de luchtweerstand 18 zijn twee drukschakelaars 14 en 15 aangebracht, waarvan de ene drukschakelaar 14 ingesteld is op een voorafbepaalde maximale luchtdruk terwijl de andere drukschakelaar 15 ingesteld is op een voorafbepaalde minimale luchtdruk.

Dit in fig. 3 getoonde beveiligingscircuit werkt nu als 35 volgt. Een klein gedeelte van de via de luchttoevoerleiding aan 781 1 831 6 de branderkamer toegevoerde lucht wordt door middel van de luchtleiding 19, het variabele luchtregelorgaan en de luchtweerstand afgevoerd, bijvoorbeeld naar de atmosfeer of naar een schoorsteen of naar de verbrandingsruimte. Het variabele luchtregelorgaan is via de instelbare kurveschijf 25 gekoppeld met de servomotor 9· 5

Deze instelbare kurveschijf 25 wordt nu zodanig ingeregeld, dat bij elke willekeurige belastingstoestand de luchtdruk in de lei-dingsektie tussen het variabele luchtregelorgaan 17 en de vaste lüchtweerstand 18 konstant, althans nagenoeg konstant blijft, mits de juiste branderluchtdruk aanwezig is. Op de leidingsektie tussen 10 het variabele luchtregelorgaan 17 en de weerstand 18 zijn nu de op een voorafbepaalde minimale respektievelijk maximale druk aansprekende drukschakelaars 14 en 15 aangebracht, die aanspreken indien de branderluchtdruk niet binnen bepaalde grenzen in overeenstemming is met de momentane brandstoftoevoer. 15

Evenals in fig. 2 word't met het beveiligingscircuit uit fig. 3 bereikt, dat niet alleen de maximale en minimale stand van de regelinrichting tijdens de startprocedure wordt gekontroleerd, maar dat ook tijdens bedrijf alle tussenstanden worden waargenomen, zodat bij een eventuele optredende storing het beveiligingscircuit 20 direkt kan reageren.

Opgemerkt wordt, dat ook bij de uitvoeringsvorm van fig. 3 de luchtregelklep 4 met de bijbehorende instelbare kurveschijf 23 .zijn gehandhaafd, alhoewel, zoals ook reeds werd opgemerkt bij fig. 2 deze luchtregelklep in principe voor de uitvinding niet 25 ter zake doet en ook weggelaten kan worden.

In fig. 4 tenslotte is een derde uitvoeringsvorm van de uitvinding weergegeven. De komponenten, die overeenstemmen met die in de eerdere uitvoeringsvorm zijn aangeduid met overeenkomstige referentiecijfers. De temperatuur en/of de druk in het 30 door de brander verwarmde stelsel wordt weer gemeten met behulp van de opnemer 7j die een signaal afgeeft aan de temperatuur- en/of drukregeleenheid 8. Deze regeleenheid 8 geeft direkt een signaal af aan de toerentalregeleenheid 11, die op zijn beurt het toerental van de ventilatormotor 6 regelt. De brandstoftoevoer is in 35 deze uitvoeringsvorm afhankelijk van de branderluchtdruk in de luchttoevoerleiding 24. Daartoe is een drukmeter/omvormer 22 aan·*· 78 1 1 8 31 ‘7 gesloten op de luchttoevoerleiding 24 teneinde de daarin heersende druk te meten en afhankelijk daarvan een regelsignaal (elektrisch of mechanisch) op te wekken voor het instellen van het brandstof-regelorgaan 2 afhankelijk van de gemeten branderluchtdruk.

Ook in deze regelinrichting is een beveiligingscircuit aan- 5 gebracht bestaande uit de toerentalomvormer 12 en het vergelijkings-orgaan 13. In dit geval wordt aan het vergelijkingsorgaan 13 enerzijds het uitgangssignaal van de toerentalomvormer 12 en anderzijds het stuursignaal afkomstig van de temperatuur- en/of druk-regeleenheid toegevoerd. Ook nu wordt in het vergelijkingsorgaan 10 het verschil van beide ingangssignalen bepaald en indien dit verschil een vooraf bepaalde drempelwaarde overschrijdt dan wordt een alarmering afgegeven en wordt bijvoorbeeld de brander uitgeschakeld.

Opgemerkt wordt nog dat bij voorkeur het vergelijkingsorgaan en de bijbehorende omvormers dusdanig uitgevoerd zijn dat bij een 15 storing in deze komponenten er geen onveilige situatie kan ontstaan.

Alhoewel de uitvinding getoond is aan de hand van enkele uitvoeringsvormen daarvan zal het duidelijk zijn dat er een groot aantal variaties en wijzigingen mogelijk is zonder buiten het kader van de uitvinding te treden. 20 7811831 ’

Claims (7)

1. Eegelinrichting voor een brander, voorzien van een lucht toe vo erkanaal , aangesloten op een door een motor aangedreven ventilator voor het toevoeren van lucht aan de brander, en een brand-stoftoevoerleiding, aangesloten op een brandstofreservoir voor het 5 toevoeren van brandstof aan de brander, waarbij regelmiddelen zijn aangebracht voor het regelen van de hoeveelheid lucht en de hoeveelheid brandstof, die aan de brander worden toegevoerd, afhankelijk van een in het door de brander verwarmde stelsel gemeten druk of temperatuur, met het kenmerk, dat de 10 ventilatormotor verbonden is met een toerentalregeleenheid, waar-r mee het toerental van de ventilatormotor wordt geregeld afhankelijk van de aan de brander toe te voeren hoeveelheid lucht.

2. Eegelinrichting voor een brander volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat in de brandstoftoevoerleiding 15 een brandstofregelorgaan is aangebracht, dat bestuurd wordt afhankelijk van de in de luchttoevoerleiding heersende branderlücht-' druk.

3. Eegelinrichting volgens conclusie 1 of 2,met het kenmerk, dat de in het door de brander verwarmde stelsel 20 gemeten waarde van de druk of temperatuur overgedragen wordt naar een temperatuur- en/of drukregelorgaan, dat op zijn beurt een stuursignaal levert voor de toerentalregeleenheid.

4· Eegelinrichting volgens conclusie 3> m e t het kenmerk, dat door middel van een toerentalomvormer uit het 25 toerental van de ventilatormotor respektievelijk de ventilator een signaal wordt afgeleid, dat toegevoerd wordt aan de eerste ingang van een vergelijkingsorgaan, dat het door het temperatuur-en/of drukregelorgaan afgegeven stuursignaal wordt toegevoerd aan een tweede ingang van dit vergelijkingsorgaan en dat dit verge- 30 lijkingsorgaan een alarmsignaal afgeeft indien het verschil tussen de beide ingangssignalen groter wordt dan een voorafbepaalde drempelwaarde.

5· Eegeleenheid voor een brander volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de gemeten druk- of tempera- 35 ’ tuurwaarde overgedragen wordt naar een temperatuur- en/of druk- 78 1 1 8 3 1 regelorgaan, dat op zijn beurt een stuursignaal levert aan een servomotor, dat de bewegingen van deze servomotor door middel van een bewegingsomvormer wordt omgevormd in een elektrisch signaal waarmee de toerentalregeleenheid wordt bestuurd.

6. Regeleenheid voor een brander volgens conclusie 5» 5 met het kenmerk, dat de beweging van de servomotor via een tweede bewegingsomvormer wordt omgevormd in een verder elektrisch signaal, dat toegevoerd wordt aan de eerste ingang van een vergelijkingsorgaan, dat door middel van een toerental-omvormer uit het toerental van de ventilatormotor respektievelijk 10 de ventilator een signaal wordt afgeleid dat toegevoerd wordt aan de tweede ingang van het vergelijkingsorgaan en dat het vergelij-kingsorgaan een alarmsignaal afgeeft indien het verschil tussen de ingangssignalen groter wordt dan een voorafbepaalde drempelwaarde . 15

7· Regeleenheid voor een brander volgens conclusie 5» met het kenmerk, dat een beveiligingsschakeling is aangebracht, opgebouwd uit een op de luchttoevoerleiding aangesloten meetleiding, verbonden met een variabel luchtregelorgaan, dat op zijn beurt via een leidingsektie verbonden is met een 20 vast ingesteld· luchtweerstandselement, dat het variabele luchtregelorgaan via een omvormer wordt gestuurd door de servomotor, en dat op de genoemde leidingsektie drukschakelaars zijn aangebracht, die bij het bereiken van een voorafbepaa^de maximale respektievelijk minimale druk in de leidingsektie een alarmsignaal 25 afgeven. 78 1 1 8 3 1