WO2002070954A1 - Anordnung eines feuerungsautomaten für einen gas- oder ölbrenner - Google Patents

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WO2002070954A1
WO2002070954A1 PCT/IB2002/000621 IB0200621W WO02070954A1 WO 2002070954 A1 WO2002070954 A1 WO 2002070954A1 IB 0200621 W IB0200621 W IB 0200621W WO 02070954 A1 WO02070954 A1 WO 02070954A1
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Alexander Diebold
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Siemens Building Technologies Ag
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    • F23N5/265—Details using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7759—Responsive to change in rate of fluid flow

Definitions

  • the invention relates to an arrangement of an automatic burner control according to the preamble of claim 1.
  • Such automatic burner controls are used to control and monitor a forced draft burner for liquid and / or gaseous fuels in order to ensure safe and optimal combustion of the fuel and are arranged on a housing part of the forced draft burner.
  • the forced draft burner or burner for short, requires a comprehensive control device, the burner control, for safe operation, with all controlled systems being monitored by the burner control system in order to detect a malfunction of a component of the burner immediately.
  • the burner control is housed separately from the other parts of the burner in a separate housing and connected to the burner by means of a large number of electrical control and signal lines.
  • the burner controls are characterized by a reset button. If the burner control detects a malfunction, the burner stops operating immediately and the fuel supply is switched off. The reset button lights up red to indicate the fault. The red illuminated reset button prompts you to reset the automatic firing unit to its initial state.
  • a throttle valve which is arranged in the air supply duct of the burner and rotatable about an axis controls the amount of air in accordance with the angular position of the throttle valve.
  • An actuator determines the angular position of the throttle valve in the air supply duct, the actuator receiving corresponding command signals from a control device during burner operation in order to adapt the air supply to the burner output. Further improvements to reduce the generation of pollutants in burners are described in EP 0 644 376 A1. Further information on the control of burners with liquid and / or gaseous fuel can be found in DE 39 00 151 C1 and in DE 198 39 160 A1.
  • the regulations for operational safety and environmental protection require the burner to be equipped with the burner control to reduce the risk of fire or explosion, and to regulate the air supply to reduce the pollutants released to the environment.
  • actuators, control devices and burner controls are generally offered as separate components on the market by different manufacturers.
  • the devices are not fully compatible, so that when fitting the burner with the burner control and the actuator for regulating the air volume, at least one suitable pairing must be selected from the range. Since the life of the burner is very long at 10 and more years, ensuring the supply of spare parts, such as the burner controls, the actuators, etc., complex.
  • the invention has for its object to provide a simplified, inexpensive equipment for forced draft burners.
  • FIG. 1 shows an oven with a forced draft burner
  • FIG. 2 an automatic setting machine
  • Figure 3 shows a structure of the automatic machine
  • Figure 4 the automatic actuator with an external actuator.
  • 1 means an oven, 1 A an oven control, 2 a water tank, 3 a supply line and 4 an outlet line, 5 a fan burner, hereinafter referred to as burner 5, and 6 an exhaust duct.
  • the furnace 1 is used to heat water in the Water tank 2. Cold water is supplied to the water tank 2 by means of the feed line 3, while heated water flows through the feed line 4 for heating a building and / or for heating domestic water.
  • the temperature of the water in the water tank 2 is monitored by the furnace controller 1A.
  • the burner 5 is arranged on the furnace 1 and projects with its combustion chamber 7 into a furnace 8 of the furnace 1. As soon as the temperature of the water drops, the furnace controller 1A requests thermal energy from the burner 5.
  • the burner 5 generates the thermal energy by burning liquid and / or gaseous fuels. Hot combustion gases from the combustion chamber 7 flow around the water tank 2 in the combustion chamber 8 and give off their thermal energy there. A large part of the thermal energy generated is used to heat the water. Then the combustion gases escape through the exhaust duct 6 into the open.
  • the burner 5 has a blower 9, an air duct 10 with a throttle device 11, a delivery and metering device 12 for the fuel and an atomizer nozzle 13 arranged in the combustion chamber 7.
  • the conveying and metering device 12 conveys the fuel in the direction of an arrow 14 by means of a fuel pump 15 or by means of a corresponding gas pressure.
  • a metering valve 17 connected between the fuel pump 15 and the atomizing nozzle 13 into a fuel line 16 regulates or interrupts the flow of the fuel.
  • the fuel is metered through the fuel line 16 to the atomizer nozzle 13, where the fuel is finely distributed by means of compressed air, so that the fuel-air mixture can be ignited by means of an electrical spark between ignition electrodes 18 and 19.
  • An air compressor 20 draws air from the air duct 10 and presses the compressed air through an air line 21 into the atomizing nozzle 13.
  • the air required for combustion is pressed by the blower 9 through the air duct 10 to the combustion chamber 7, the throttle device 11 being changed by changing the Cross section of the air duct 10 doses the amount of air in accordance with the required heat output in such a way that the fuel supplied by the conveying and metering device 12 to the atomizing nozzle 13 burns optimally.
  • a flame probe 22 monitors the burning process in the combustion chamber 7.
  • the flame probe 22 sets the intensity of the emission of ultraviolet or infrared light from a flame 23 when heating oil in a training as a photocell or when burning natural gas in a training as an ionization sensor increased by flame 23 electrical conductivity of the gases in the combustion chamber 7 fixed.
  • the oxygen content and / or the temperature of the exhaust gases can be measured in addition by means of an exhaust gas probe 24 (“ ⁇ probe”).
  • the burner 5 Depending on the amount of heat requested by the furnace 1, the burner 5 must be started, the heat output changed or switched off. So that these complicated processes take place automatically in the burner 5, the burner is equipped with a monitoring circuit, an automatic burner control 26. It regulates the time when the pumps 9, 11, 15 are switched on and off and the correct ratio of the air and fuel quantities taking into account the signals transmitted by the probes 22, 24, 25 and monitors the presence of the flame 23. At least the air quantity becomes adjusted by means of the throttle device 11 via an actuator 27. For safety reasons, the automatic burner control 26 checks the function of each component of the controlled system and the position of the actuator 27. For the sake of clarity, the electrical lines for the electrical signals and the supply of electrical energy are not shown in the drawing in FIG.
  • the burner control 26 and the actuator 27 are accommodated in a common housing 29 with a power supply 28 for the power supply of the burner control 26 and the actuator 27 and the other electrical and electronic components.
  • a power supply 28 for the power supply of the burner control 26 and the actuator 27 and the other electrical and electronic components.
  • One wall of the housing 29 has a reset button 30 of the automatic burner control 26 that can be operated manually from the outside.
  • the actuator 27 is mechanically connected to the throttle device 11 of the air duct 10.
  • the actuator 27 changes the cross section of the air duct 10 under the control of the automatic firing device 26 by means of the throttle device 11 and thus regulates the air throughput so that the combustion process for the heat output requested by the furnace control unit 1A takes place under optimal conditions.
  • the actuator 27 equipped with an electric drive changes the channel cross section by means of a throttle valve 32 which is arranged in the air channel 10 and can be rotated about an axis 31. The position of the actuator is mechanically transmitted to the throttle valve 32 by means of a linkage 33.
  • an actuator shaft 34 engages, for example with a mandrel, directly in a groove of the shaft 31 such that the position of the throttle valve 32 in the Air duct 10 corresponds directly to the angle of rotation or the position of the actuator axis 34 of the actuator 27.
  • the position of the throttle valve 32 or the actuator axis 34 is continuously transmitted to the automatic firing device 26.
  • At least the burner control 26, the actuator 27 and the power supply 29 are accommodated in the housing 29 (FIG. 1) and form an automatic control unit 35.
  • a connection socket 36 (FIG. 2) on the housing 35 forms passages of electrical lines 37 for the electrical ones Signals and / or the power supply for the components of the burner 5 to be controlled (FIG. 1).
  • the components to be controlled include, for example, the blower 9, the conveying and metering device 12, the air compressor 20, an igniter 38 for the ignition electrodes 18 (FIG. 1), 19 (FIG. 1) and monitoring probes 39. At least 39 of the monitoring probes are the flame probe 22 (Fig. 1) connected.
  • the exhaust gas probe 24 (FIG. 1) and / or the temperature sensor 25 FIG.
  • furnace control 1 A is additionally connected. Furthermore, the furnace control 1 A is connected to the line 37 with the automatic control unit 35.
  • the lines 37 contact the connection socket 36 by means of plugs 40 and / or by means of clamps, so that the electrical connections can be easily separated when one of the components is replaced.
  • the described arrangement of the automatic firing device 26 and the actuator 27 in the automatic setting device 35 has a number of advantages.
  • the installation of the automatic control unit 35 is more economical compared to the installation of a conventional pair composed of completely independent devices consisting of the automatic firing unit 26 and the actuator 27.
  • there are electrical connections 41 between the automatic firing unit 26 and the actuator 27 within the automatic unit 35 very short and optimally installed in every application.
  • the effort to achieve the electromagnetic compatibility is less, since fewer electrical lines 37 are routed into and out of the automatic control unit 35 in comparison with the conventional arrangement.
  • the automatic firing device 26 is connected as a module to the power supply unit 28 and the actuator 27 in the automatic control unit 35. That is after the removal of the module of the automatic actuators 35 can also be used as an external actuator 42.
  • the external actuator 42 is connected and controlled, for example, via electrical lines (not shown in the drawing in FIG. 2) to the connection socket 36 of the automatic control unit 35 equipped with the module of the automatic firing unit 26.
  • FIG. 3 An inexpensive version of the automatic control unit 35 is shown in FIG. 3.
  • the circuits of the automatic burner control 26 (FIG. 2) and the actuator 27, the power pack 28 and the connection socket 36 are arranged on a circuit board 43 in the housing 29 (FIG. 1).
  • a logic unit 44 e.g. a microprocessor 44 '
  • An interface 46 between the logic unit 44 and the connections 41 or the connection socket 36 adjusts the levels of the internal electrical signals to the levels of the servomotor 45 or the external components connected via the connection socket 36.
  • Protective devices 47 necessary for electromagnetic compatibility (EMC) are also arranged on the printed circuit board 43.
  • the microprocessor 44 ' is used as the logic unit 44. All parameters and functions are stored in a programmable memory 48 which is accessed by the microprocessor 44 '.
  • This arrangement has the advantage that the automatic control unit 35 can be adapted to the respective type of burner 5 (FIG. 1) by changing parameters or program parts in the memory 48.
  • a switch 49 is additionally arranged inside the actuating machine 35.
  • the switch 49 is set up in one position to block the functions of the automatic burner control 26 and to directly connect control circuits of the servomotor 45 to the connection socket 36. This allows the automatic machine 35 to be used as an external actuator 42 (FIG. 2).
  • the automatic control unit 35 additionally contains at least one control module 50 for controlling a further external actuator 42.
  • the electrical lines 37 for transmitting the drive power for the external actuator 42 and signals for the feedback of the state of the external actuator 42 are on the Termination socket 36 led to the automatic machine 35.
  • the external actuator 42 is fed, for example, by the power supply 28.
  • the control module 50 is, for example, a separate circuit part which can be plugged onto the printed circuit board 43 and which fulfills all functions of the control module 50 or only contains an actuator interface 51 with the EMC protection circuits 47 for the external actuator 42, the functions of the control module 50 being software in the form of software Program of the microprocessor 44 'or in the form of parameters in the memory 48 are included.
  • the control module 50 is set up to receive and process the feedback signals for controlling and monitoring the position of the external actuator 42 in such a way that the current position of the external actuator 42 depends on the current position of the internal actuator 27 following a predetermined function.
  • the automatic control unit 35 with the external actuator 42 forms an electronic compound control device.
  • the predetermined function of this electronic compound control device can be entered, for example, in the form of a table in the memory 48 of the microprocessor 44 '.
  • the external actuator 42 actuates, for example, the metering valve 17 in the fuel line 16 leading to the atomizing nozzle 13 of the burner 5 (FIG. 1) for liquid and / or gaseous fuel under the control of the automatic control unit 35, so that the control unit 1A (FIG. 1) required amount of heat is generated.
  • the position of the external actuator 42 determines the amount of fuel supplied to the burner 5 by means of the metering valve 17.
  • the air throughput in the air duct 10 must be adjusted over the entire adjustment range of the heat output of the burner 5 by means of the throttle device 11 adjustable with the internal actuator 27, so that the fuel is optimally burned with the predetermined amount of air in the combustion chamber 7 (FIG. 1) ,
  • the electronic compound control device Since the function table for the electronic compound control device in the memory 48 is interchangeable, the electronic compound control device has much greater flexibility than a mechanical compound control device if the automatic control unit 35 is to be adapted to the properties of the different types of the burners 7.
  • a mechanical compound control device is described in the above-mentioned patent specification DE 39 00 151 C1, in which a single servomotor is used Throttle device 11 and the metering valve 17 adjusts, the throttle device 11 and the metering valve 17 being coupled via adjustable levers and rods in such a way that the optimum fuel-air ratio is ensured for the entire output range of the burner 7.

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Abstract

Die Überwachung des automatischen Betriebs eines für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe geeigneten Gebläsebrenners (5) zur Erzeugung von Wärmeenergie in einem Ofen (1) erfolgt durch einen Stell-Automaten (35). Der Stell-Automat (35) besteht aus einer Anordnung eines Feuerungsautomaten (26) und eines Stellantriebs (27) in einem gemeinsamen Gehäuse (29). Über eine Anschlussbuchse (36) des Gehäuses (29) ist der Stell-Automat (35) mit einer Ofen-Steuerung (1A), Überwachungssonden (39), einer Förder- und Dosiereinrichtung (12) für den Brennstoff verbunden. Der Stell-Automat (35) regelt aufgrund von Signalen der Überwachungssonden (39) die in eine Brennkammer (7) strömende Luftmenge entsprechend der für die Wärmeleistung notwendigen Brennstoffmenge, damit in der Brennkammer (7) eine optimale Verbrennung des Brennstoffs erfolgt (z.B. elektronische Verbundsteuerung).

Description

Anordnung eines Feuerungsautomaten für einen Gas- oder Ölbrenner
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung eines Feuerungsautomaten gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Solche Feuerungsautomaten werden zur Steuerung und Ueberwachung eines Gebläsebrenners für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe verwendet, um eine sichere und möglichst optimale Verbrennung des Brennstoffs zu gewährleisten und sind auf einem Gehäuseteil des Gebläsebrenners angeordnet.
Der Gebläsebrenner, kurz Brenner, benötigt für einen sicheren Betrieb eine umfangreiche Steuerungseinrichtung, den Feuerungsautomaten, wobei alle Regelstrecken vom Feuerungsautomaten sicherheitstechnisch überwacht werden, um eine Fehlfunktion einer Komponente des Brenners sofort zu erkennen.
Eine Anordnung der eingangs genannten Art ist aus der EP 0 556 694 A1 bekannt. Der Feuerungsautomat ist von den übrigen Teilen des Brenners getrennt in einem separaten Gehäuse untergebracht und mittels einer Vielzahl von elektrischen Steuer - und Signalleitungen mit dem Brenner verbunden. Die Feuerungsautomaten zeichnen sich durch einen Rückstellknopf aus. Bei einer vom Feuerungsautomaten festgestellten Störung wird der Betrieb des Brenners sofort unterbrochen und die Brennstoffzufuhr abgestellt. Dabei leuchtet der Rückstellknopf rot auf, um die Störung anzuzeigen. Der rot beleuchtete Rückstellknopf fordert zum Rückstellen des Feuerungsautomaten in den Ausgangszustand auf.
Aus der DE-OS 27 53 520 ist zu entnehmen, dass für eine optimale Verbrennung des Brennstoffs die Menge der zugeführten Luft in Abhängigkeit von der Brennstoffmenge geregelt werden muss. Eine im Luftzufuhrkanal des Brenners angeordnete und um eine Achse drehbare Drosselklappe steuert die Luftmenge entsprechend der Winkelstellung der Drosselklappe. Ein Stellantrieb bestimmt die Winkelstellung der Drosselklappe im Luftzufuhrkanal, wobei der Stellantrieb von einer Regelungseinrichtung entsprechende Kommandosignale während des Brennerbetriebs erhält, um die Luftzufuhr der Brennerleistung anzupassen. Weitere Verbesserung zur Verminderung der Erzeugung von Schadstoffen bei Brennern sind in der EP 0 644 376 A1 beschrieben. Weitere Informationen über die Regelung von Brennern mit flüssigem und/oder gasförmigem Brennstoff sind der DE 39 00 151 C1 und in der DE 198 39 160 A1 zu entnehmen.
Die Vorschriften zur Betriebssicherheit und des Umweltschutzes bedingen zwingend eine Ausrüstung der Brenner mit dem Feuerungsautomaten zur Reduzierung der Feuers- oder Explosionsgefahr, und einer Regelung der Luftzufuhr zur Reduzierung der an die Umwelt abgegebenen Schadstoffe.
Es ist auch bekannt, dass Stellantriebe, Regeleinrichtungen und Feuerungsautomaten generell als separate Komponenten am Markt von verschiedenen Herstellern angeboten werden. Leider sind die Geräte nicht völlig kompatibel, so dass bei der Ausrüstung des Brenners mit dem Feuerungsautomaten und dem Stellantrieb für die Regelung der Luftmenge wenigstens eine passende Paarung aus dem Angebot ausgesucht werden muss. Da die Lebensdauer des Brenners mit 10 und mehr Jahren sehr hoch ist, ist auch die Sicherstellung der Versorgung mit Ersatzteilen, wie z.B. die Feuerungsautomaten, die Stellantriebe usw., aufwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte, kostengünstige Ausrüstung für Gebläsebrenner zu schaffen.
Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen:
Figur 1 einen Ofen mit einem Gebläsebrenner,
Figur 2 einen Stell-Automaten,
Figur 3 einen Aufbau des Stell-Automaten und
Figur 4 der Stell-Automat mit einem externen Stellantrieb.
In der Figur 1 bedeuten 1 einen Ofen, 1 A eine Ofensteuerung, 2 einen Wasserbehälter, 3 eine Zuleitung und 4 eine Wegleitung, 5 ein Gebläsebrenner, hernach kurz Brenner 5 genannt, und 6 ein Abgaskanal. Der Ofen 1 dient zur Erwärmung von Wasser im Wasserbehälter 2. Mittels der Zuleitung 3 wird kaltes Wasser dem Wasserbehälter 2 zugeführt, während durch die Wegleitung 4 erwärmtes Wasser zum Heizen eines Gebäudes und/oder zur Erwärmung von Brauchwasser fliesst. Die Temperatur des Wassers im Wasserbehälter 2 wird von der Ofensteuerung 1A überwacht. Am Ofen 1 ist der Brenner 5, angeordnet und ragt mit seiner Brennkammer 7 in einen Feuerungsraum 8 des Ofens 1. Sobald die Temperatur des Wassers absinkt, fordert die Ofensteuerung 1A vom Brenner 5 Wärmeenergie an. Durch Verbrennen von flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoffen wird die Wärmeenergie vom Brenner 5 erzeugt. Heisse Verbrennungsgase aus der Brennkammer 7 umströmen im Feuerungsraum 8 den Wasserbehälter 2 und geben dort ihre Wärmeenergie ab. Ein Grossteil der erzeugten Wärmeenergie wird zur Erwärmung des Wassers genutzt. Danach entweichen die Verbrennungsgase durch den Abgaskanal 6 ins Freie.
Der Brenner 5 weist ein Gebläse 9, einen Luftkanal 10 mit einer Drosseleinrichtung 11, eine Förder- und Dosiereinrichtung 12 für den Brennstoff und eine in der Brennkammer 7 angeordnete Zerstäuberdüse 13 auf. Die Förder- und Dosiereinrichtung 12 fördert den Brennstoff in Richtung eines Pfeils 14 mittels einer Brennstoffpumpe 15 bzw. mittels eines entsprechenden Gasdrucks. Ein zwischen der Brennstoffpumpe 15 und der Zerstäuberdüse 13 in eine Brennstoffleitung 16 eingeschaltetes Dosierventil 17 reguliert oder unterbricht den Fluss des Brennstoffs. Der Brennstoff wird über die Brennstoffleitung 16 dosiert zur Zerstäuberdüse 13 geleitet, wo mittels komprimierter Luft der Brennstoff feinst verteilt wird, so dass das Brennstoff-Luftgemisch mittels eines elektrischen Funkens zwischen Zündelektroden 18 und 19 entzündet werden kann. Ein Luftverdichter 20 saugt Luft aus dem Luftkanal 10 an und drückt die komprimierte Luft durch eine Luftleitung 21 in die Zerstäuberdüse 13. Die für die Verbrennung notwendige Luft wird vom Gebläse 9 durch den Luftkanal 10 zur Brennkammer 7 gepresst, wobei die Drosseleinrichtung 11 durch Verändern des Querschnitts des Luftkanals 10 die Luftmenge entsprechend der benötigten Wärmeleistung so dosiert, dass der von der Förder- und Dosiereinrichtung 12 der Zerstäuberdüse 13 zugeführte Brennstoff optimal verbrennt. Eine Flammensonde 22 überwacht den Brennvorgang in der Brennkammer 7. Die Flammensonde 22 stellt beispielsweise bei der Verbrennung von Heizöl in einer Ausbildung als Photozelle die Intensität der Emission von ultraviolettem oder infrarotem Licht einer Flamme 23 oder bei der Verbrennung von Erdgas in einer Ausbildung als lonisationssonde die durch die Flamme 23 erhöhte elektrische Leitfähigkeit der Gase in der Brennkammer 7 fest. Im Abgaskanal 6 kann ergänzend mittels einer Abgassonde 24 ("λ-Sonde") der Sauerstoffgehalt und/oder mittels eines Fühlers 25 die Temperatur der Abgase gemessen werden.
Entsprechend der vom Ofen 1 angeforderten Wärmemenge muss der Brenner 5 in Gang gesetzt werden, die Wärmeleistung verändert oder abgestellt werden. Damit im Brenner 5 diese komplizierten Vorgänge selbsttätig ablaufen, ist der Brenner mit einer Überwachungsschaltung, einem Feuerungsautomaten 26, ausgerüstet. Er regelt den Zeitpunkt des Ein- und Ausschaltens der Pumpen 9, 11 , 15 und das richtige Verhältnis der Luft- und Brennstoffmengen unter Berücksichtigung der von den Sonden 22, 24, 25 übermittelten Signale und überwacht das Vorhandensein der Flamme 23. Wenigstens die Luftmenge wird mittels der Drosseleinrichtung 11 über einen Stellantrieb 27 eingestellt. Aus sicherheitstechnischen Ueberlegungen überprüft der Feuerungsautomat 26 die Funktion jeder Komponente der Regelstrecken sowie die Stellung des Stellantriebs 27. Der Übersichtlichkeit wegen sind in der Zeichnung der Figur 1 die elektrischen Leitungen für die elektrischen Signale und der Versorgung mit elektrischer Energie nicht eingezeichnet.
Der Feuerungsautomat 26 und der Stellantrieb 27 sind mit einem Netzteil 28 für die Stromversorgung des Feuerungsautomaten 26 und des Stellantriebs 27 sowie der übrigen elektrischen und elektronischen Komponenten in einem gemeinsamen Gehäuse 29 untergebracht. Eine Wand des Gehäuses 29 weist einen von Aussen manuell zu betätigenden Rückstellknopf 30 des Feuerungsautomaten 26 auf.
Der Stellantrieb 27 ist mechanisch mit der Drosseleinrichtung 11 des Luftkanals 10 verbunden. Der Stellantrieb 27 verändert unter der Kontrolle des Feuerungsautomaten 26 mittels der Drosseleinrichtung 11 den Querschnitt des Luftkanals 10 und regelt damit den Luftdurchsatz, damit der Verbrennungsvorgang für die von der Ofensteuerung 1A angeforderte Wärmeleistung unter optimalen Bedingungen abläuft. In einer Ausführung verändert der mit einem elektrischen Antrieb ausgerüstete Stellantrieb 27 den Kanalquerschnitt mittels einer im Luftkanal 10 um eine Achse 31 drehbar angeordnete Drosselklappe 32. Die Stellung des Stellantriebs wird mechanisch mittels eines Gestänges 33 auf die Drosselklappe 32 übertragen.
In der Ausführung nach Figur 2 greift eine Stellantriebsachse 34 z.B. mit einem Dorn direkt in eine Nut der Achse 31 so ein, dass die Stellung der Drosselklappe 32 im Luftkanal 10 direkt dem Drehwinkel bzw. der Stellung der Stellantriebsachse 34 des Stellantriebs 27 entspricht. Bei beiden Ausführungen wird die Stellung der Drosselklappe 32 bzw. der Stellantriebsachse 34 dem Feuerungsautomaten 26 laufend übermittelt.
Im Gehäuse 29 (Fig. 1) sind wenigstens der Feuerungsautomat 26, der Stellantrieb 27 und das Netzteil 29 untergebracht und bilden einen Stell-Automaten 35. Eine Anschlussbuchse 36 (Fig. 2) am Gehäuse 35 bildet Durchführungen von elektrischen Leitungen 37 für die elektrischen Signale und/oder die Stromversorgung für die zu steuernden Komponenten des Brenners 5 (Fig. 1). Die zu steuernden Komponenten umfassen beispielsweise das Gebläse 9, die Förder- und Dosiereinrichtung 12, den Luftverdichter 20, ein Zündgerät 38 für die Zündelektroden 18 (Fig. 1), 19 (Fig. 1) und Überwachungssonden 39. Von den Überwachungssonden 39 ist wenigstens die Flammensonde 22 (Fig. 1) angeschlossen. Je nach Ausführung des Brenners 5 sind die Abgassonde 24 (Fig. 1) und/oder der Temperatur-Fühler 25 (Fig. 1) zusätzlich angeschlossen. Des weiteren ist die Ofensteuerung 1 A mit der Leitung 37 mit dem Stell-Automaten 35 verbunden. Die Leitungen 37 kontaktieren die Anschlussbuchse 36 mittels Stecker 40 und/oder mittels Klemmen, damit beim Austausch einer der Komponenten die elektrischen Verbindungen leicht trennbar sind.
Die beschrieben Anordnung des Feuerungsautomaten 26 und des Stellantriebs 27 im Stell-Automaten 35 weist eine Vielzahl von Vorteilen auf. Der Einbau des Stell- Automaten 35 ist kostengünstiger im Vergleich zum Einbau einem herkömmlichen, aus völlig unabhängigen Geräten zusammengestellten Paar bestehend aus dem Feuerungsautomaten 26 und dem Stellantrieb 27. Zudem sind elektrischen Verbindungen 41 zwischen dem Feuerungsautomaten 26 und dem Stellantrieb 27 innerhalb des Stell-Automaten 35 sehr kurz und in jeder Anwendung störungstechnisch optimal verlegt. Der Aufwand zur Erreichung der elektromagnetischen Verträglichkeit ist geringer, da weniger elektrische Leitungen 37 in den und aus dem Stell-Automaten 35 geführt werden im Vergleich mit der herkömmlichen Anordnung. Nicht zuletzt ergeben sich weitere Einsparungen durch die gemeinsame Benutzung von Baugruppen, z.B. dem Netzteil 28, und Logikelementen der Steuerung.
In einer anderen Ausführung ist im Stell-Automaten 35 der Feuerungsautomat 26 als Modul steckbar mit dem Netzteil 28 und dem Stellantrieb 27 verbunden. Damit ist nach dem Entfernen des Moduls der Stell-Automaten 35 auch als externer Stellantrieb 42 verwendbar. Der externe Stellantrieb 42 ist beispielsweise über in der Zeichnung der Figur 2 nicht gezeigte elektrische Leitungen mit der Anschlussbuchse 36 des mit dem Modul des Feuerungsautomaten 26 ausgerüsteten Stell-Automaten 35 verbunden und gesteuert.
Eine kostengünstige Ausführung des Stell-Automaten 35 ist in der Figur 3 gezeigt. Auf einer Leiterplatte 43 im Gehäuse 29 (Fig. 1) sind die Schaltkreise des Feuerungsautomaten 26 (Fig. 2) und des Stellantriebs 27, das Netzteil 28 und die Anschlussbuchse 36 angeordnet. Eine Logikeinheit 44 (z.B. ein Mikroprozessor 44') ist zum Ausüben der Funktionen des Feuerungsautomaten 26 und zum Ansteuern und Überwachen eines Stellmotors 45 des Stellantriebs 27 über die Verbindungen 41 eingerichtet. Ein Interface 46 zwischen der Logikeinheit 44 und den Verbindungen 41 bzw. der Anschlussbuchse 36 passt die Pegel der internen elektrischen Signale an die Pegel des Stellmotors 45 bzw. der über die Anschlussbuchse 36 angeschlossenen externen Komponenten an. Ebenso sind auf der Leiterplatte 43 für die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) notwendige Schutzeinrichtungen 47 angeordnet. In einer Ausführung des Stell-Automaten 35 (Fig. 2) ist der Mikroprozessor 44' als Logikeinheit 44 eingesetzt. Alle Parameter und Funktionen sind in einem programmierbaren Speicher 48, auf den der Mikroprozessor 44' zugreift, abgespeichert. Diese Anordnung weist den Vorteil auf, dass sich der Stell-Automat 35 durch Ändern von Parametern oder Programmteilen im Speicher 48 an den jeweiligen Typ des Brenners 5 (Fig. 1) anpassen lässt.
Ein Schalter 49 ist in einer andern Ausführung zusätzlich im Innern des Stell- Automaten 35 angeordnet. Der Schalter 49 ist in der einen Stellung zum Sperren der Funktionen des Feuerungsautomaten 26 und zum direkten Verbinden von Steuerkreisen des Stellmotors 45 mit der Anschlussbuchse 36 eingerichtet. Dies erlaubt die Verwendung des Stell-Automaten 35 als externer Stellantrieb 42 (Fig. 2).
In einer anderen Ausführung gemäss der Figur 4 enthält der Stell-Automat 35 zusätzlich wenigstens ein Ansteuermodul 50 für die Ansteuerung eines weiteren externen Stellantriebs 42. Die elektrische Leitungen 37 zur Uebertragung der Antriebsleistung für den externen Stellantrieb 42 und von Signalen für die Rückmeldung des Zustande des externen Stellantriebs 42 sind über die Abschlussbuchse 36 zum Stell-Automaten 35 geführt. Der externe Stellantrieb 42 wird beispielsweise vom Netzgerät 28 gespeist.
Das Ansteuermodul 50 ist beispielsweise ein auf die Leiterplatte 43 steckbarer separater Schaltungsteil, der alle Funktionen des Ansteuermoduls 50 erfüllt oder nur ein Stellantrieb-Interface 51 mit den EMV-Schutzschaltungen 47 für den externen Stellantrieb 42 enthält, wobei die Funktionen des Ansteuermoduls 50 als Software im Programm des Mikroprozessors 44' bzw. in Form von Parametern im Speicher 48 enthalten sind. Das Ansteuermodul 50 ist zum Empfangen und Verarbeiten der Rückmelde-Signale zur Steuerung und Ueberwachung der Stellung des externen Stellantriebs 42 derart eingerichtet, dass die momentane Stellung des externen Stellantriebs 42 einer vorbestimmten Funktion folgend von der momentanen Stellung des internen Stellantriebs 27 abhängig ist. Der Stell-Automat 35 mit dem externen Stellantrieb 42 bildet eine elektronische Verbundsteuereinrichtung. Die vorbestimmte Funktion dieser elektronischen Verbundsteuereinrichtung kann beispielsweise in Form einer Tabelle in den Speicher 48 des Mikroprozessors 44' eingegeben werden.
Der externe Stellantrieb 42 betätigt beispielsweise das Dosierventil 17 in der zur Zerstäuberdüse 13 des Brenners 5 (Fig. 1) führenden Brennstoffleitung 16 für flüssigen und/oder gasförmigen Brennstoff unter der Kontrolle des Stell-Automaten 35, damit die von der Ofensteuerung 1A (Fig. 1) verlangte Wärmemenge erzeugt wird. Die Stellung des externen Stellantriebs 42 bestimmt mittels des Dosierventils 17 die dem Brenner 5 zugeführte Brennstoffmenge. Im elektronischen Verbund muss über den ganzen Verstellbereich der Wärmeleistung des Brenners 5 mittels der mit dem internen Stellantrieb 27 verstellbaren Drosseleinrichtung 11 der Luftdurchsatz im Luftkanal 10 eingestellt werden, damit der Brennstoff mit der vorbestimmten Luftmenge in der Brennkammer 7 (Fig. 1) optimal verbrannt wird.
Da die Funktionstabelle für die elektronische Verbundsteuereinrichtung im Speicher 48 austauschbar ist, weist die elektronische Verbundsteuereinrichtung eine wesentlich grössere Flexibilität als eine mechanischen Verbundsteuereinrichtung auf, wenn der Stell-Automat 35 an die Eigenschaften der verschiedenen Typen der Brenner 7 anzupassen ist.
Beispielsweise ist in der eingangs erwähnten Patentschrift DE 39 00 151 C1 eine mechanische Verbundsteuereinrichtung beschrieben, bei der ein einziger Stellmotor die Drosseleinrichtung 11 und das Dosierventil 17 einstellt, wobei die Drosseleinrichtung 11 und das Dosierventil 17 über verstellbare Hebel und Stangen so gekoppelt sind, dass für den ganzen Leistungsstellbereich des Brenners 7 das optimale Brennstoff- Luftverhältnis sichergestellt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Anordnung eines Feuerungsautomaten (26) für die Überwachung des Betriebs eines für flüssige und/oder gasförmige Brennstoffe geeigneten Gebläsebrenners (5) mit einer Brennkammer (7) mit geregelter Zufuhr einer zur Verbrennung des Brennstoffs vorbestimmten Luftmenge, wobei die in einem zur Brennkammer (7) führenden Luftkanal (10) strömende Luftmenge durch eine den Kanalquerschnitt verändernde Drosseleinrichtung (11 ) regulierbar ist und die Grosse des Kanalquerschnitts von der Stellung eines aussen am Luftkanal (10) angeordneten, mechanisch den Kanalquerschnitt verändernden Stellantriebs (27) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens die Funktionen des Feuerungsautomaten (26) zusammen mit dem Stellantrieb (27) in einem Gehäuse (29) eines Stell-Automaten (35) untergebracht sind, dass eine Stellantriebsachse (34) des Stellantriebs (27) aus dem Gehäuse (29) ragt und dass der Stell-Automat (35) am Gebläsebrenner (5) angeordnet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Drosseleinrichtung (11) eine um eine Achse (31 ) drehbare und im Luftkanal (10) angeordnete Drosselklappe (32) ist und dass die Drosselklappe (32) mechanisch mit einer Stellantriebsachse (34) des Stellantriebs (27) verbunden ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltkreise des Feuerungsautomaten (26) und des Stellantriebs (27) sowie ein Stellmotor (45) des Stellantriebs (27) von einem gemeinsamen Netzteil (28) gespeist sind.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (29) der Feuerungsautomat (27) als Modul steckbar mit dem Netzteil (28) und dem Stellantrieb (27) verbunden ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Gehäuse (29) eine Logikeinheit (44) mit den Schaltkreisen des Feuerungsautomaten (26) und des Stellantriebs (27) mit dem Netzteil (28) auf einer Leiterplatte (43) angeordnet sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit (44) z.B. ein Mikroprozessor (44') ist und dass der Mikroprozessor (44') wenigstens zum Ausüben der Funktionen des Feuerungsautomaten (26) und zum Ansteuern und Überwachen des Stellantriebs (27) eingerichtet ist, wobei Parameter und Programmteile für das Ausüben der Funktionen des Feuerungsautomaten (26) und zum Ansteuern und Überwachen des Stellantriebs (27) in einem mit dem Mikroprozessor (44') verbundenen Speicher (45) abgelegt sind.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im Stell-Automat (35) ein Schalter (49) angeordnet ist und dass der Schalter (49) in der einen Stellung zum Sperren der Funktionen des Feuerungsautomaten (26) und zum direkten Verbinden von Schaltkreisen des Stellantriebs (27) mit externen Anschlusspunkten einer Anschlussbuchse (36) eingerichtet ist.
8. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Stell-Automat (35) wenigstens ein mit einem externen Stellantrieb (42) verbundenes Ansteuermodul (50) enthält und dass das Ansteuermodul (50) zum Empfangen und Verarbeiten von Signalen zur Steuerung und Ueberwachung des externen Stellantriebs (42) derart eingerichtet ist, dass der Stell-Automat (35) und der externe Stellantrieb (42) eine elektronische Verbundsteuerung bilden, bei der eine durch das Ansteuermodul (50) vorgegebene Stellung des externen Stellantriebs (42) eine vorbestimmte Funktion der Stellung des im Stell-Automaten (35) untergebrachten internen Stellantriebs (27) ist.
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