PT100296B - ADJUSTABLE DEVICE FOR A GAS BURNER WITH A FAN FOR COMBUSTIBLE AIR FEEDING - Google Patents

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Abstract

In a known control device of the generic type, the set-point adjuster (30) of the gas control valve (32) detects only the volume flow of the combustion air but not its temperature. This can lead to a reduction in the combustion quality, if the temperature of the combustion air deviates significantly from a normal value used as a basis in the design of the control device. As a result of the further function, assigned to the set-point adjuster (30) of the gas control valve (32), of detection of the temperature of the combustion air and temperature-dependent control of the set-point, it can be simply achieved that, at all temperatures occurring in practice of the combustion air within a predetermined capacity range of the gas burner (20), the ratio of air mass to gas mass and thus the excess air can be kept virtually constant. Preferred area of application is control devices for premix-type burners in gas-fired water heaters. <IMAGE>

Description

ESTADO DA TÉCNICATECHNICAL STATUS

Ά invenção parte de um dispositivo de regulação para um queimador de gás com um ventilador para a alimentação de ar comburente de acordo com o tipo descrito na reivindicação principal. Num dispositivo de regulação do tipo mencionado ( patente alemã DE - AI 31 05 862), o controlador do valor nominal para a válvula de regulação do gás é um diagrama de estrangulamento instalado na corrente volumétrica do ar, cuja secção transversal de abertura é determinada de forma inalterável. Neste sistema, na realidade o caudal volumétrico do gás é controlado na dependência da corrente volumétrica do ar exi_ gida, no entanto permanece imprevisível o facto de que a densidade e, consequentemente, a massa de oxigénio do caudal de ar depende da sua temperatura e visto, portanto, pode influen ciar também desvantajosamente a potência da combustão. Para se conseguir um excesso constante de ar durante a combustão, deve-se manter constante a proporção entre a massa do ar comburante e a massa do gás combustível. NO caso de uma temperatura constante do gás combustível e uma temperatura variável do ar comburente não serve, contudo, o diafragma de estrangu lamento com uma posição fixa, porque o referido diagrama não pode compensar a alteração da densidade, dependente da temperatura, do caudal volumétrico do ar.The invention is based on a regulating device for a gas burner with a fan for supplying combustion air according to the type described in the main claim. In a regulation device of the type mentioned (German patent DE - AI 31 05 862), the setpoint controller for the gas regulation valve is a choke diagram installed in the volumetric air flow, the opening cross section of which is determined according to unalterable form. In this system, in reality the volumetric flow rate of the gas is controlled depending on the volumetric current of the required air, however the fact remains that the density and, consequently, the oxygen mass of the air flow depends on its temperature and therefore, it can also disadvantage the combustion power. In order to achieve a constant excess of air during combustion, the proportion between the mass of combustion air and the mass of the combustible gas must be kept constant. In the case of a constant temperature of the fuel gas and a variable temperature of the combustion air, however, the stranging diaphragm with a fixed position does not serve, because the said diagram cannot compensate for the change in density, depending on the temperature, of the volumetric flow rate. donate.

No caso de um outro dispositivo do tipo mencionado inicialmente (patente alemã DE- AI 30 06 683), o ar comburente é aquecido a jusante da corrente de um diagrama de me dição que comanda a válvula de regulação do gás, dentro de um recuperador. A fim de tomar em consideração um possível aquecimento do gás combustível mediante o queimador de gás, um di_ afragma de medição, a jusante da válvula de regulação do cau-In the case of another device of the type mentioned initially (German patent DE-AI 30 06 683), the combustion air is heated downstream of the flow of a measurement diagram that controls the gas regulation valve, inside a stove. In order to take into account the possible heating of the combustible gas by means of the gas burner, a measuring diaphragm, downstream of the flow regulating valve

dal de gás, é embutido no conduto de gás combustível, e a pre são do gás atrás do mencionado diafragma de medição regressa, como sinal de correcção, para a válvula de regulação do gás. Neste sistema conhecido, no entanto, apesar de uma elevada despesa com aparelhagem, a temperatura do ar comburente a mon tante do diafragma previsto na tubagem para o ar comburente não é igualmente levada em conta, de modo que, também neste caso, não se pode manter um excesso constante de ar com dife rentes temperaturas do ar comburente.of the gas, is embedded in the fuel gas line, and the gas pressure behind the aforementioned measuring diaphragm returns, as a correction signal, to the gas regulation valve. In this known system, however, despite the high expense of equipment, the temperature of the combustion air provided by the diaphragm in the pipeline for combustion air is also not taken into account, so that, in this case, too, maintain a constant excess of air with different temperatures of the combustion air.

VANTAGENS DA INVENÇÃO sistema de acordo com a invenção, com as cara teristicas assinaladas na reivindicação principal tem, pelo contrário, a vantagem de que, com a correspondente determinação do controlador do valor nominal e da válvula de regulação do caudal de gás, pode-se regular o excesso de ar em todo a zona operacional controlada, com o reconhecimento automático da temperatura do ar comburente, para um valor óptimo.ADVANTAGES OF THE INVENTION The system according to the invention, with the characteristics indicated in the main claim, on the contrary, has the advantage that, with the corresponding determination of the setpoint controller and the gas flow regulation valve, it is possible to regulate excess air throughout the controlled operating zone, with automatic recognition of the combustion air temperature, to an optimum value.

Mediante as providências descritas nas reivindji cações dependentes são possíveis desenvolvimentos do sistema de acordo com a reivindicação principal.By means of the measures described in the dependent claims, developments of the system according to the main claim are possible.

Uma forma de realização simples e sem inserções adicionais na tubagem para o ar comburente obtém-se quando o controlador do valor nominal para a válvula de regulação do caudal de gás é um diagrama de pressão de controlo que vai~ produzir um diferencial de pressão na tubagem do ar combuente e cuja secção transversal operacional é controlada consoante a temperatura. 0 sistema pode ser concebido de tal forma que, com a subida da temperatura do caudal volumétrico do ar, aumenta a secção transversal e, devido a isso, diminuiu a difeοA simple embodiment without additional insertions in the piping for combustion air is achieved when the setpoint controller for the gas flow control valve is a control pressure diagram that will ~ produce a pressure differential in the pipeline combustion air and whose operational cross-section is controlled according to the temperature. The system can be designed in such a way that, with the increase in the temperature of the volumetric air flow, the cross section increases and, due to that, the difference

rença da pressão de comando no sentido de um abaixamento do valor da válvula de regulação do gás. Assim diminuiu também a resistência da corrente no diafragma da pressão de comando, de tal forma que, também devido a este efeito, o caudal volumétrico do ar altera-se, no sentido pretendido, em relação ao caudal volumétrico do gás.control pressure in the direction of lowering the value of the gas regulating valve. This also decreased the resistance of the current in the control pressure diaphragm, in such a way that, also due to this effect, the volume flow rate of the air changes, in the desired direction, in relation to the volume flow rate of the gas.

A pressão transversal operacional do diafragma da pressão de comando pode ser influenciada vantajosamente por pelo menos uma lingueta de comando, que é acoplada com um elmento de regulação sensível à temperatura e activado pela corrente do ar.The operating transverse pressure of the control pressure diaphragm can be advantageously influenced by at least one control latch, which is coupled with a temperature sensitive regulating element and activated by the air flow.

Obtém-se um sistema simples quando, como elemen to de regulação para a lingueta de comando, é previsto um ele mento biraetálico. 0 elemento bimetálico pode ser ele próprio fixado como lingueta de comando, directamente no diafragma.A simple system is achieved when, as a control element for the control tongue, a biraetallic element is provided. The bimetallic element can itself be attached as a control latch, directly to the diaphragm.

Em vez de um elemento bimetálico como elemento de regulação pode ser previsto também um fole cheio com um líquido para dilatação ou por exemplo um elemento dilatador de cera. Nestes casos, o local da medição pode ser situado afastado do orgão de regulação. A temperatura do ar comburent3 pode ser também captada por uma meio electrónico, que actua sobre um elemento de regulação electromecânico, tal como um íman ou um motor.Instead of a bimetallic element as a regulating element, a bellows filled with an expansion fluid or for example a wax-expanding element can also be provided. In these cases, the measurement location can be located away from the regulating member. The temperature of comburent air3 can also be captured by an electronic means, which acts on an electromechanical regulating element, such as a magnet or a motor.

Numa forma de realização preferida da invenção um diafragma de comando possui uma abertura principal não con trolada e pelo menos uma abertura secundária controlada de acordo com a temperatura. A citada abertura secundária é, con venientemente, adaptada directamente uma lingueta de comando que é construída como um elemento bimetálico. Mediante a esco lha respectiva das aberturas de comando, a característica de comando pode-se ajustar às exigências do respectivo caso de utilização. Num sistema com dois ou vários elementos bimetálicos, respectivamente linguetas de comando, a característica de comando pode também ser ajustada por meio de uma pré-tensã graduada dos elementos bimetálicos.In a preferred embodiment of the invention, a control diaphragm has an uncontrolled main opening and at least one secondary opening controlled according to temperature. The aforementioned secondary opening is conveniently adapted directly to a control tongue which is constructed as a bimetallic element. By choosing the respective control openings, the control characteristic can be adjusted to the requirements of the respective use case. In a system with two or more bimetallic elements, respectively control tabs, the control characteristic can also be adjusted by means of a graduated pre-tension of the bimetallic elements.

dispositivo de regulaçao de acordo com a invenção pode ser utilizado tanto em sistemas ou aparelhos com queimadores ventilados, como também em aparelhos com queimado res de gás atmosféricos, que são equipados com um ventilador para auxiliar a alimentação de ar comburente.regulation device according to the invention can be used both in systems or devices with ventilated burners, as well as in devices with atmospheric gas burners, which are equipped with a fan to assist the supply of combustion air.

No caso de um aparelho de aquecimento sem regulador de ligação pneumático, pode-se conseguir, mediante o es trangulamento do caudal volumétrico do ar, dependente da temperatura, um excesso de ar independente da temperatura do ar comburente durante a combustão. Também para esta finalidade podem-se introduzir os diafragmas da pressão de comando acima descritos.In the case of a heating device without a pneumatic connection regulator, it is possible to achieve an excess air independent of the combustion air temperature during combustion by regulating the volumetric air flow, depending on the temperature. The control pressure diaphragms described above can also be used for this purpose.

DESENHODRAWING

Um exemplo de realização da invenção encontra-s simplificado no desenho e é explicado com mais pormenores na descrição que se segue.An example of an embodiment of the invention is simplified in the drawing and is explained in more detail in the description that follows.

Mostram:Show:

Figura 1 - uma vista global esquemática do dis positivo queimador para um esquentador de água aquecido por gás;Figure 1 - a schematic overview of the burner device for a gas-heated water heater;

Figura 2 - vista lateral de um diafragma da pre são de comando do dispositivo de acordo com a Figura 1; eFigure 2 - side view of a control pressure diaphragm of the device according to Figure 1; and

Figura 3 - um corte consoante a linha III - III na Figura 2.Figure 3 - a section according to line III - III in Figure 2.

DESCRIÇÃO DO EXEMPLO DA FORMA DE REALIZAÇÃO dispositivo queimador possui um ventilador 10 para a alimentação de ar comburente, cujo número de rotação é comandado de acordo com a exigência de calor. 0 ventilador empurra o ar comburente para dentro de um canal 12, no qual desemboca, na zona 14, uma tubagem para a entrada do gás combustível 16. O canal 12 conduz a uma câmara de distribuição 18 de um queimador 20 de pré-mistura, a partir do qual a mistura de ar e combustível passa através de uma chapa perfurada 22, distribuída uniformemente, para a zona de combustão do queimador da pré-mistura 20. A combustão decorre numa câmara de combustão 26, que é montada entre o queimador 20 da pré-mistura e um transmissor de calor, que já não está representado, para a água a ser aquecida de a montante da zonaDESCRIPTION OF THE EXAMPLE OF THE PERFORMANCE The burner device has a fan 10 for the supply of combustion air, whose rotation number is controlled according to the heat requirement. The fan pushes the combustion air into a channel 12, into which, in zone 14, a pipeline for inlet of the combustible gas 16 flows. Channel 12 leads to a distribution chamber 18 of a premixed burner 20, from which the mixture of air and fuel passes through a perforated sheet 22, distributed evenly, to the combustion zone of the pre-mixer burner 20. The combustion takes place in a combustion chamber 26, which is mounted between the burner 20 of the premixture and a heat transmitter, which is no longer represented, for the water to be heated upstream of the zone

14, insere-se comando minai para um regulador gem do gás. 0 diafragma caudal volumétrico do ar dentro do da da14, a mini command for a gas regulator is inserted. The volumetric flow diaphragm of the air within the

30, que forma um valor nodo gás 32 dentro da tubade comando 30 deriva do canal 12, uma pressão dife rencial, que é transferida através das tubagens 34, 36 como30, which forms a value of the gas 32 inside the control tube 30 derives from channel 12, a differential pressure, which is transferred through the pipes 34, 36 as

medida de comando para o regulador da pressão de gás 32. 0 diafragma da pressão de comando 30 e o regulador da pressão do gás 32 são, conforme se sabe, construídos para que, sobre a zona operacional acima indicada do queimador da pré-mistura 20, para um valor pré-estabelecido da temperatura do ar combu rente resulta um execesso constante de ar na mistura de combustível / ar.control dimension for gas pressure regulator 32. The control pressure diaphragm 30 and gas pressure regulator 32 are, as is known, constructed so that, above the operational zone of the premixed burner 20 , a predetermined value of the combustion air temperature results in a constant overflow of air in the fuel / air mixture.

Além disso, o diafragma da pressão de comando de acordo com a presente invenção é construído de maneira que ele capta também a temperatura do ar comburente e comanda o valor do regulador da pressão do gás 32 consoante a temperatu ra de forma que se obtém um excesso constante de ar mesmo com temperaturas diferentes no ar comburente.In addition, the control pressure diaphragm according to the present invention is constructed in such a way that it also captures the combustion air temperature and controls the value of the gas pressure regulator 32 according to the temperature so that an excess is obtained constant air even with different temperatures in the oxidizing air.

Para esta finalidade, o diafragma da pressão de comando 30 é dotado, além de uma abertura principal 38 com secção transversal da abertura inalterável, com uma abertura secundária 40, cuja secção transversal de abertura pode ser modificada por uma lingueta de comando 42 ajustável de acordo com a temperatura.For this purpose, the control pressure diaphragm 30 is provided, in addition to a main opening 38 with a cross section of the unalterable opening, with a secondary opening 40, the opening cross section of which can be modified by a control tab 42 adjustable according to with the temperature.

A lingueta de comando 42 tém a forma de uma tira bimetálica, que é directamente fixada no diafragma da pressão de comando 30 e, assim, fica exposta à temperatura do ar comburente.The control tab 42 is in the form of a bimetallic strip, which is directly attached to the control pressure diaphragm 30 and is thus exposed to the temperature of the combustion air.

As aberturas 38, 40 no diafragma da pressão de comando 30 e a lingueta de comando 42 têm tais dimensões ou são construídas e condizentes umas com a outra de tal maneira que em todas as temperaturas do ar comburente que ocorrem na prática, a proporção entre a massa de ar e a massa de gás éThe openings 38, 40 in the control pressure diaphragm 30 and the control tab 42 are of such dimensions or are constructed and consistent with each other in such a way that at all combustion air temperatures that occur in practice, the proportion between the mass of air and the mass of gas is

aproximadamente a mesma, de modo que neste sector operacional também o excesso de ar é aproximadamente constante.approximately the same, so that in this operational sector also the excess of air is approximately constant.

Claims (8)

REIVINDICAÇÕES: la. Dispositivo de regulação para um queimador de gás com um ventilador para a alimentação do ar comburente e com um controlador do valor do caudal de ar, montado a jusante do ventilador, que com base no volume de ar que passa, deriva um valor de comando para uma válvula de regulação de gás combustível a qual dentro dum intervalo pré-determinado de potência do queimador, controla a proporção de mistura do gás combustível com o ar comburente tendo em vista conseguir a optimização da combustão, caracterizado pelo facto de o controlador do valor pretendido do caudal (30) para a válvula de regulação do gás (32) tomar também em consideração a temperatura do ar comburente e controlar o referido valor do caudal em função da citada temperatura de forma tal que, com o aumento da temperatura do ar comburente faça diminuir a proporção em volume do gás combustível e o volume global da mistura de ar/gás combustível e inversamente.CLAIMS: la. Adjustment device for a gas burner with a fan for supplying combustion air and with an air flow value controller, mounted downstream of the fan, which, based on the volume of air passing, derives a command value for a fuel gas regulation valve which, within a pre-determined range of the burner power, controls the proportion of mixture of the fuel gas with the combustion air in order to achieve the combustion optimization, characterized by the fact that the controller of the desired value the flow rate (30) to the gas regulation valve (32) also take the temperature of the combustion air into account and control that flow rate according to the aforementioned temperature in such a way that, with the increase in the combustion air temperature, decrease the proportion by volume of the fuel gas and the overall volume of the mixture of air / fuel gas and vice versa. 2a. Dispositivo de regulação de acordo com a reivindicação2a. Adjustment device according to claim 1, caracterizado pelo facto de o controlador do valor do caudal da válvula de regulação do gás (32) possuir um diafragma da pressão de comando (30) que produz uma pressão diferencial numa tubagem do ar comburente que alimenta o queimador de gás (20) e cuja secção transversal operacional é controlada de acordo com a temperatura.1, characterized in that the flow rate controller of the gas regulating valve (32) has a control pressure diaphragm (30) that produces a differential pressure in a combustion air line that supplies the gas burner (20) and whose operational cross section is controlled according to the temperature. 3a. Dispositivo de regulação de acordo com a reivindicação3a. Adjustment device according to claim 2, caracterizado pelo facto de a secção .transversal operacional do diafragma da pressão de comando (30) ser controlada pelo menos por uma lingueta de comando (42) que é acoplada com um elemento de regulação sensível à temperatura e activado pela corrente do ar.2, characterized in that the operational cross-section of the control pressure diaphragm (30) is controlled at least by a control latch (42) which is coupled with a temperature sensitive regulation element and activated by the air flow. 4a. Dispositivo de regulação de acordo com a reivindicação4th. Adjustment device according to claim 3, caracterizado pelo facto de o elemento de regulação sensivel à temperatura (42) ser um elemento bimetálico.3, characterized in that the temperature sensitive regulating element (42) is a bimetallic element. 5a. Dispositivo de regulação de acordo com a reivindicação5th. Adjustment device according to claim 4, caracterizado pelo facto de o referido elemento bimetálico (42) formar a lingueta de retenção.4, characterized in that said bimetallic element (42) forms the retaining tongue. 6a. Dispositivo de regulação de acordo com uma qualquer das reivindicações 2 a 6, caracterizado pelo facto de o diafragma da pressão de comando (30) possuir uma abertura principal não controlada (38) e, pelo menos, uma abertura secundária controlada pela temperatura (40).6th. Regulation device according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the control pressure diaphragm (30) has an uncontrolled main opening (38) and at least one temperature controlled secondary opening (40) . 7a. Dispositivo de regulação de acordo com uma qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a válvula de regulação do gás (32) ser uma válvula de regulação da pressão do gás comandada pela pressão diferencial.7th. Regulating device according to any one of the preceding claims, characterized in that the gas regulating valve (32) is a gas pressure regulating valve controlled by the differential pressure. 8a. Dispositivo de regulação para queimadores de gás, com um ventilador para a alimentação do ar comburente,· um elemento de regulação do caudal de gás numa tubagem de alimentação do gás combustível e com órgãos de regulação comandados por um sinal de consumo de calor para alimentação do ar comburente e do gás combustível, caracterizado pelo facto de se prever, a jusante do ventilador um diafragma que controla um caudal volumétrico do ar de acordo com a sua temperatura.8th. Adjustment device for gas burners, with a fan for supplying combustion air, · a gas flow control element in a fuel gas supply line and with regulating elements controlled by a heat consumption signal for supplying the gas combustion air and fuel gas, characterized by the fact that, downstream of the fan, a diaphragm is provided to control a volumetric flow of air according to its temperature.
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