DE2914792C2

DE2914792C2 - Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungszustandes in einem Ofen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2914792C2
Application number: DE19792914792
Authority: DE
Inventors: Kotaro Kobe Morimoto; Keiichi Otani
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1979-04-11
Publication date: 1984-07-05
Also published as: FR2449249A1; GB2042221B; CA1149905A; JPS6112170B2; FR2449249B1; DE2914792A1; JPS55110823A; GB2042221A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.

Ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung sind bekann· durch das DE-GM 17 86 113. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird mittels eines Mikrophons das während der Verbrennung in einem Ofen entstehende Geräusch gemessen. Als Maß für die Qualität des Verbrennungsvorgangs dient die durch ein Filter ausgesonderte Schallintensität einer bestimmten Schallquelle wie der Verbrennungsluft, des Zerstäubungsmittels, des zerstäubten Brennstoffs und der brennenden Flamme. Dabei ist der Ausgangsgedankc, daß bei falscher Verbrennung der Schallpegel einer oder mehrerer dieser Schallquellen niedriger ist, als er bei richtiger Verbrennung sein soll. Diese Grobaussage über den Verbrennungszustand ermöglicht zwar eine Ein-Aus-Slcuerung beispielsweise im Sinne einer Notabschaltung, erlaubt jedoch keine genaue Regelung der Verbrennung im Hinblick auf optimale Verbrennungslcistung und minimale Schadsloffabgabe, wie sie heute durch verschärfte Umwellschiitzbestimmungen und unter dem Gesichtspunkt des sparsamen Umgangs mit Priniärcnergicirägern unerläßlich ist. Beispielsweise wurde festgestellt, daß auch bei Verbrennungszuständcn mit geringer Energicaiisnui/.iing ein so hohes Geräusch entsteht, daß aufgrund der Schallintensilätsmessung der Vcrbrennungszusiand als »richtig« beurteilt werden würde.

Ferner ist durch die GB-PS 14 95 015 ein Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungszustandes in einem Ofen bekannt, bei dem dadurch eine Aussage über den Verbrennungszuctand gewonnen wird, daß der Durchfluß der eingeleiteten Luft oder des eingeleiteten Brennstoffs mit niedriger Frequenz moduliert wird, daß die dadurch verursachten Druckschwankungen im Ofen gemessen werden und daß die Phasenverschiebung zwischen diesem Meßsignal und einem Vergleichssignal gemessen und als Maß zur Bestimmung des Verbrennungszustandes benutzt wird. Dieses Maß soll es ermöglichem, eine optimale Verbrennung im Sinne einer stöchiometnschen Verbrennung einzustellen. Dieses bekannte Verfahren setzt somit voraus, daß der Durchfluß einer der Reekie tionspartner im Ofen zu Zwecken der Messung moduliert wird. Insofern ist dieses bekannte Verfahren nicht zur Ii so stetigen Erfassung des Verbrennungszustandes geeignet. Darüber hinaus ermöglicht es allenfalls die Aussage, daß stöchiometrische Verbrennung erreicht ist oder daß dies nicht der Fall ist, nicht jedoch genauere qualitative Aussagen über den Verbrennungsvorgang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart zu führen, daß es zur genaueren qualitativen Bestimmung des Verbrennungszustandes geeignet ist. Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchrührung des zu schaffenden Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale gemäß Patentanspruch 1 bzw. Patentanspruch 4

clÖSt.

Der Vcrbrcnnungszustand im Inneren eines Ofens ändert sich in Abhängigkeit von verschiedenen
V bo Ben, beispielsweise der Form der Brennerdüse, der Stellung der Brennerdüse, dem ÜbcrschulJluflverhälinis usw. , Es ist nun gefunden worden, daß zwischen bestimmten Verbrennungszusländen unabhängig von der Art der

!' veränderlichen Einflußgrößen und den beim jeweiligen Vcrbrennungszusiand auftretenden Druckschwankungen im Bereich niedriger Frequenzen ein Zusammenhang besteht, der es ermöglicht, ;ius der Verteilung der Frequenzen der Druckschwankungen auf drei Frequenzbänder auf den Verbrennungszustand zu schließen. Es kann nämlich der langsamen, der normalen und der schnellen Verbrennung das Auftreten von Druckschwankungen in einem der drei Frequenzbänder zugeordnet werden. Damit ist es möglich, quantitativ die verschiedenen ' Verbrennungszustände in einem Ofen, wie beispielsweise die schnelle oder langsame Verbrennung, die Verbrennung mit einer langen oder kurzen Flamme oder die Verbrennung bei niedrigem NO,-Gehalt durch einen

objektivierbaren Wert zu erfassen.

In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Anzahl der Druckschwankungen bestimmter Frequenz je Frequenzeinheit, d. h. die Dichtefunktion der Druckschwankungen, in zumindest einem der drei zuvor ermittelten Frequenzbänder gemessen wird und ais Eingangsgröße für den Regelkreis dient.

Ausführungsbeispicle der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine geschnittene Seiiei:ansicht (I) und eine geschnille Aufsicht (I I) eines Versuchsofens:

I" i g. 2 verschiedene Brennerdüsen im Schnitt;

F i g. 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Anordnung des Brenners in verschiedenen Positionen:

F i g. 4 ein Blockschaltbild zur Messung der Niederdruckschwankung;

Fig. 5 bis 21 Aufzeichnungen von Niederdruckschwankungskurven, in denen (A)die Kurvenform und (B)die Dichtefunktion darstellt;

Fi g. 22 eine Vorrichtung zur Bestimmung des Verbrennungszustandes;

F i g. 23 eine weitere Vorrichtung zur Bestimmung des Verbrennungszustandes;

F i g. 24 einen Regler für die Verbrennungsluftmenge (Überschußluftverhältnis) F i g. 25 einen Regler für die Sprühmenge;

F i g. 26 einen Regler für die Brennerstellung;

F i g. 27 einen Regler für die Verbrennungsluftmenge;

F i g. 28 einen Regler für die Sprühm-mge; und

F i g. 29 einen weiteren Regler für die Brennersteliung.

Im folgenden sollen nun die Beziehung zwischen dem Verbrennungszustand und dem Verlauf der Druckschwankungen im Bereich niedriger Frequenzen, im folgenden als Niederdruckschwankungskurve oder auch nur Schwankungskurve bezeichnet, im einzelnen erläutert werden, wenn man die Einflußgrößen wie beispielsweise die Form der Brenneröffnung, das Überschußluftverhältnis oder dergleichen ändert. Die im folgenden beschriebenen Verbrennungsversuche wurden mit einem in F i g. 1 gezeigten Versuchsofen (Innendurchmesser 1 m. Länge 4 m) durchgeführt, wobei Brennstoff bzw. Luft zur Verbrennung von einem Brenner 3 und einer Brennstoffhilfszuführöffnung 4 im Inneren eines Brennersteins 2 der Brennerhauptwand 1 des Ofens gleichzeitig cingedüsi wurden und man die Niederdruckschwankung mittels eines Druckaufnehmers 8a vor dem Brenner 3 ermittelte, während man die Flamme durch eine Beobachtungsöffnung 6 am Ende des Ofens beobachtete. Proben des Abgases wurden mittels einer AbgasDrobenentnahmeöffnung 7 im Rauchzug genommen.

Als Faktoren bzw. Einflußgrößen zur Änderung des Verbrennungszustandes wurden die Brennerdüsen, die Stellung des Brenners und das Überschußluftverhältnis verwendet. Als Brennerdüse wurden die drei in F i g. 2 (I, H, III) gezeigten Formen verwendet. Fig.2 (I) zeigt die gewöhnliche Brennerdüse, bei der mehrere Düsenöffnungen (ty in einer fortlaufend sich erweiternden Form angeordnet sind, die den höchsten Mischgrad zwischen Brennstoff und Luft zur Verbrennung erreicht und damit eine gute Verbrennung erzielt. Fi g. 2 (II) zeigt die sogenannte gerade Brennerdüse, mit einer Düsenöffnung (b) auf einer zur Brennerwelle parallelen Achse, die einen Mischgrad von Brennstoff und Luft zur Verbrennung aufweist, der etwa zwischen der oben erwähnten und der folgenden Brennerdüse liegt. Fig.2 (III) zeigt die sogenannte exzentrische Brennerdüse, bei der eine Düsenöffnung (c) in einem vorbestimmten Neigungswinkel hinsichtlich der Brennerachse liegt, die einen geringen Mischgrad aufweist, und dadurch eine allmählich fortschreitende Verbrennung ermöglicht.

Wie man in Fig. 3 sieht, wird die Brennerdüse an den Stellen (a)—(g) von der inneren Oberfläche (F) des Brcnncrsteins 2 in Richtung der Luftkanalabdeckung 8 auf der hinteren Seite des Brennersteins angeordnet. In der Zeichnung ist der Abstand von der inneren Ofenfläche (F)des Brennersteins mit Zahlenwerten angegeben. Die Stellung bei normaler Verbrennung liegt für Gasbrenner in der Nähe des Punktes c (370 mm) und ^rür flüssigen Brennstoff bei Punkt </(470 mm).

Das Überschußluftverhältnis wird in vier Stufen im Bereich von 0,5—9,5% bezogen auf die 02-Konzentration im Abgas geändert.

Bei der Ve: brennung betrug die Wärmemenge 40 χ 10⁴ Kcal/h, die Temperatur der Verbrennungsluft 320⁰C und der öffnungswinkel des Brennersleins 30", wobei diese Werte konstant gehalten wurden und die oben erwähnten Faktoren einzeln nacheinander geändert wurden.

Zur Bestimmung der Niederdruckschwankung im Innern des Ofens wurde eine Vorrichtung verwendet, die den mittels eines Druckfühlers unter Verwendung eines Dehnmeßstreifens ermittelten Druck verstärkt, den Druck direkt auf einem Meßgerät anzeig: und es ermöglicht, die Ausgangsspannung an den Ausnahmeausgängen abzunehmen. Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung mit einem Druckaufnehmer 8a, einem Druckfühler 9, einem Verstärker 10, einem Oszillographen 11 und einem Meßwertaufnahmegerät 12. Der Druekaufnehmer ist senkrecht zur Richtung der Flamme 400 mm vor der Brennerinnenfläche (F)des Brennersleins (siehe F i g. 3) angeordnet und seine Spitze steht 200 mm von der Seitenwand des Ofens vor. Der Druck-IuMlT 9 ist ein mit einem Dehmeßstreiien arbeitender Druckwandler, dessen Dehnung bei 20 mm Wassersäule (mm WS) 430 χ 10--^h beträgt. Der Verstärker 10 liefert ausgangsseitig 2 V je 20 mm Wassersäule. Der Oszillograph 11 nimmt die Kurvenform auf und das Meßwertaufnahmegerät 12 speichert die Analysendaten der eo Kurvcnfoiiii auf einem Magnetband.

Die Fig. 5—16 zeigen die Nicdcrdruckschwankungskurvcn, wenn die Form der Brennerdüsen, die Stellung der Brennerdüsen.das Lufivcrhälinis usw. geändert wiirden.v/obci jeweils

(A) die mittels des Oszillographen aufgenommene Kiirwnform der Druckschwankung darstellt und b^r>

(H) die Dichtefunktion der Druckschwankung darstellt.

die man erhalt, wenn man das in dem Mcßweriaufnahmcgcräl gespeicherte Schwankungssisnal einer Frequenz-

analyse unterwirft. Die in (A) gezeigte Kurve stellt lediglich den Schwankungsanteil dar, da der ahsoluic Innendruck des Ofens nicht aufgezeichnet wurde, wobei die Druckschwankung (mm Wassersäule) aiii der Ordinate und die Zeil (see) auf der Abszisse aulgetragen ist. Die in (D) gezeigte Dichtefunktion — kür/ Dichte genannt — stellt die Anzahl der Druckschwankungen bestimmter Frequenz je F-'reqiienzcinhcil l'iir die in (A) gezeigte Druckschwankung dar, wobei auf der Ordinate die Dichte und auf tier Abszisse die !-'requenz (I I/) im Bereich von 0 bis 45 Hz aufgetragen sind.

Bei den vorstehend genannten Versuchen betrug die Meßzeit ungefähr 2 Minuten, wobei man ein liitervall von 100 Hz in ungefähr 1000 Teile teilte und dann digitalisierte.

Die Dichtefunktion der zufälligen Druckschwankung erhält man auf folgende Weise. Für den Korrelationskoeffizienten R(r)gilt:

= lirn^ jj; J y(t)y(t + T)dt,

- τ

wobei 2 Tdie Analysenzeit,ydie Druckschwankung und /die Zeil bedeutet.

Die Dichtefunktion P(f) kann mittels einer Fourier-Transformation der oben erwähnten Gleichung erhalten werden. Es gilt:

η Γ

P{f) - J exp(-/2ff/r)Ä(r)dr,

wobei rdas Zeitintervall zur Ablesung der Kurvenform, /"die Frequenz und /eine komplexe Zahl ist.
Die Fig. 5 (I) bis 5 (VII) zeigen die Niederdruckschwankungskurven, wenn man als Brennstoff Butangas und die in Fi g. 2 (I) gezeigte Brennerdüse verwendet und das Überschußluftverhältnis so einstellt, daß die Sauerstoffkonzentration im Abgas 3,0 ± 0,2% beträgt, wobei die anderen Verbrennungsbedingungen auf den oben erwähnten Werten gehalten wurden, und wobei man die Stellung der Brennerdüse änderte. Die Düsenstellung des Brenners beträgt bei

Punkt

(a)	für	(I)	70 mm
(b)		(H)	270 mm
(C)		(III)	370 mm
(d)		(IV)	470 mm
(e)		(V)	570 mm
(0		(Vl)	670 mm
(g)		(VII)	770 mm.

Grundsätzlich ist zum Verbrennungszustand festzustellen, daß je näher die Brennerdüse an der Ofeninnscite angeordnet ist, desto langsamer die Verbrennung abläuft, wobei sich eine große, lange Flamme einstellt. Wenn die Brennerstellung von der Innenseite des Ofens entfernt wird, wird die Flamme kürzer, bis man eine Iransparente Flamme erhält und sich eine schnelle Verbrennung ähnlich der Verbrennung minds Vormischung einsiellt. Wenn man die in Fig. 5(A) gezeigte Druckschwankung in Verbindung mit der Verschiebung des Verbrennungszustandes untersucht, stellt sich heraus, daß die Schwankung langwellig ist (Fig. 5 (I). (H)). wenn die Verbrennung langsam abläuft (wenn sich der Brenner in der Nähe der Ofcninncnscitc befindet), und die Kurvenform kurzwellig wird, wenn die Verbrennung schneller wird, wobei die Frequenz bei einer transparenten Flamme (F i g. 5 (Vl). (VII)) äußerst hoch wird.

Wenn man die oben erwähnten Kurvenformen in bezug auf die in Fig. 5 (B) gezeigten Ergebnisse der spektralen Dichteanalyse untersucht, findet man, daß die Frequenzanteile von 2—4 Hz die Hauptanteile der Niederdruckschwankung bei der langsamen Verbrennung (F ig. 5 (I), (II) etc.) sind und die Hauptanteile sich zu 12—13Hz und weiter bis zu ungefähr 20—25 Hz verschieben (Fig.5 (VI), (VlI)), wenn die Verbrennung schneller wird (F ig. 5(1Ii)).

Wenn sich die Verbrennung vom langsamen Verbrennungszustand zum schnellen Vcrbrcnnungszusiand bis in die Nähe der Vormischflamme auf diese Art verschiebt, neigen die Frequenzen der Niederdruckschwankung im Innern des Ofens zu einem Anstieg, woraus man geschlossen hat. daß der Verbrennungszustand in einem bestimmten Verhältnis zu den Schwankungskurven steht.

F i g. 6 zeigt die Schwankungskurven der Verbrennung, die unter den gleichen wie den in Verbindung mil F i g. 5 erwähnten Bedingungen durchgeführt wurde, mit der Ausnahme, daß ein Brenner mit einer geraden Düse verwendet wurde, wobei die Brennerstellung ebenfalls geändert wurde. Die F i g. 6 (I)-(VII) zeigen die cntsprechenden Brennerstellungen an den Punkten (a)—(g)(siehc F i g. 3).

Da die gerade Brennerdüse in dieser Ausführungsform eine schlechtere Mischung als die gewöhnliche Brennerdüse bewirkt, zeigt sich bis zum Punkt (d) eine leuchtende Flamme, wohingegen die Verbrennung im Fall der gewöhnlichen Brennerdüse bei Punkt (d) schon eine beträchtliche Geschwindigkeit mil einer fast transparenten Flamme erreichte. Obwohl ein derartiger Unterschied in dem Verbrcnnungs/iisland vorliegt, wurde die gleiche Beziehung zwischen dem Verbrennungs/.usland und der Schwankungskurve wie im Fall des in F i g. 5 gezeigten gewöhnlichen Brenners bestätigt Das heißt mit anderen Worten, daß bei einer geringen Vcrbrcnnungsgcschwindigkeit die Flamme groß ist, die Schwankungskurve weit und allmählich steigend bzw. fallend ausgebildet ist und die Dichtefunktion im wesentlichen aus den Frequenzanteilen von ungefähr 2—5 Hz (Fig.6 (I)-(III))

besieht. Wenn die Verbrennung schneller wird, wandert das Maximum der Dichtefunktion in den Bereich ■:

oberhalb 10 Hz und bewegt sich auf 20-25 Hz (F i g. 6 (V)-(VIII)) zu. '■*

Ordnet man die gewöhnliche Brennerdüse und die gerade Brennerdüse an der gleichen Stellung an, z. B. an ';■«

dem Punkt (d), und bestimmt den Unterschied im Verbrennungszustand aus der Schwankungskurve, so stellt ij

man fest, daß die Dichtefunktion für die gewöhnliche Brennerdüse keine Frequenzanteile von 2—4 Hz mehr 5 §· enthält, sondern im wesentlichen aus Frequenzanteilen von 20—25 Hz (F i g. 5 (I V)) besteht, wohingegen bei der §

geraden Brennerdüse immer noch Frequenzanteile von 2—4 Hz vorhanden sind (Fig. 6 (IV)). Es wird daher %

angenommen, daß die Verbrennung bei der geraden Brennerdüse langsamer ist als bei der gewöhnlichen Düse. I

F i g. 7 zeigt die Schwankungskurve der exzentrischen Brennerdüse, wobei die übrigen Versuchsbedingungen ύ

denen von F i g. 5 entsprechen. Die F i g. 7 (I)-(IV) zeigen die Stellung der Brennerdüse an den Punkten (a), (b), io (e) und (d). Die Verbrennung ist über alle Punkte (a)—(d) relativ langsam, wobei man bis zur Stellung (d) eine leuchtende Flamme von beträchtlicher Größe hat. Die Schwankungskurve zeigt in jedem Fall Frequenzanteile -χ

von hauptsächlich 2—4 Hz, die die langsame Verbrennung (F i g. 7 (I)-(IV)) anzeigen, und woraus man schließt, ;ί

daß die Mischung in dieser Brennerdüse geringer als die in der gewöhnlichen Brennerdüse oder der geraden S)

Brennerdüse ist. 15 rä

Bei allen bisher beschriebenen Versuchen war die Stellung der Brennerdüse der variable Faktor. Im folgenden |?

soll die Beziehung zwischen dem Verbrennungszustand und der Niederdruckschwankungskurve unter den J5|

gleichen wie den oben erwähnten Bedingungen untersucht werden, mit der Ausnahme, daß die Brennerdüsen- |S

stellung am Punkt (c^ festgehalten und das Luftverhältnis variiert wird (wobei zur Einstellung des Luflverhältnis- 0

ses der prozentuale Sauerstoffgehalt im Abgas als Richtwert verwendet wird). Die Ergebnisse dieser Versuche 20 ϊ| sind in den F i g. 8— 10 gezeigt. ■;

Fig. 8 zeigt die Versuchsergebnissc unter Verwendung einer gewöhnlichen Brennerdüse, wobei (I) die _;

Schwankungskurve bei einem O2-Gehall im Abgas von 0,75%, (II) die Schwankungskurve bei einem O2-Gehalt ij|

im Abgas von 2,1%, (111) die Schwankungskurve bei einem 02-Gehalt im Abgas von 6,4% und (IV) die Schwan- %

kungskurve bei einem 02-Gehalt im Abgas von 9,3% zeigt. 25 §5

Die Verbrennung ist in diesem Fall langsam, und bei einem niedrigen 02-Gehalt beobachtet man eine ||

leuchtende Flamme, wohingegen die Flamme transparent und die Verbrennung schneller wird, wenn der Ii

02-Gehalt ansteigt. Bei dem niedrigsten 02-Gehalt im Abgas von 0,75% ist die Verbrennung am langsamsten ρ

und der Frequenzanteil liegt im wesentlichen bei ungefähr 2—4 Hz (Fig.8 (I)). Wenn der OrGehalt langsam !>!

ansteigt, bewegt sich der hauptsächliche Frequenzanteil gegen 10—15 Hz (F i g. 8 (II), (III)). Steigt der O₂-Gehalt 30 |1 weiter an, erhält man eine schnelle Verbrennung, wobei der Frequenzanteil von ungefähr 20—27 Hz überwiegt M

(IV). I

F i g. 9 zeigt die Versuchsergebnisse mit einem Brenner mit gerader Düse, wobei (I) einen 02-Gehalt im Abgas ξ|

von 0,6%, (II) einen 02-Gehalt im Abgas von 3,1%, (III) einen O2-Gehalt im Abgas von 6,2% und (IV) einen ||

O)-Gchalt im Abgas von 9,35% darstellt. Auch hier fördert ebenfalls, wie in den in F i g. 8 dargestellten Fällen, 35 || eine Steigerung des Sauerstoffgehalts die Verbrennung. Da in diesem Fall die Mischung geringer als bei der gewöhnlichen Brennerdüse ist, ist die Verbrennung sogar bei einem Sauerstoffgehalt von ungefähr 6% geringer und die entsprechenden Frequenzanteile liegen bis zu einer Sauerstoffkonzentration von ungefähr 6% hauptsächlich bei ungefähr 2—4 Hz. Wenn der O2-Gehalt über 9% ansteigt, wird die Verbrennung schneller und die Frequenz bewegt sich gegen ungefähr 20—25 Hz. 40

In Fig. 10 sind die mit der exzentrischen Brennerdüse erhaltenen Versuchsergebnisse dargestellt, wobei (I) einen Oj-Gehalt im Abgas von 1,0%, (II) einen Oi-Gehalt im Abgas von 3%, (111) einen O2-Gchalt im Abgas von b.4% und (IV) einen O.>-Gehall im Abgas von 9,3% darstellt. Ein Vergleich der gewöhnlichen Brennerdüse mit der geraden Brennerdüse zeigt, daß die Verbrennung bei gleichem prozentualem 02-Gehalt langsamer und die Frequenzanteile hauptsächlich bei ungefähr 2—4 Hz liegen. Auch bei einer Verbrennung mit einem prozentual 45 höheren O_>-Gehalt sind die Frequenzanteile äußerst klein und entsprechen der Tatsache, daß die Verbrennung langsam verläuft.

Aus den beschriebenen Verfahren geht hervor, daß zwischen dem Verbrennungszustand und der Niederdruckschwankungskurve im Innern des Ofens eine bestimmte Beziehung besteht, wenn man Butangas :n einem gewöhnlichen Brenner, in einem Brenner mit gerader Brennerdüse und einem Brenner mit einer exzentrischen 50 Brennerdüse verbrennt und die Brennerdüsenstellung oder das Luftverhältnis (Überschußluftmenge) bei den Verbrennungsbedingungen variiert. Wenn man eine langsame Verbrennung mit einer leuchtenden Flamme hat, weist die Druckschwankung hauptsächlich niedrige Frequenzen von ungefähr 2—4 Hz auf wohingegen bei einer schnellen Verbrennung und einer transparenten Flamme die Frequenzanteile sich gegen 20—25 Hz bewegen. Ebenfalls wurde eine deutliche Abhängigkeit von der unterschiedlichen Mischfähigkeit der einzelnen Brenner- 55 düsen beobachtet Man fand nämlich, daß man eine schnelle Verbrennung bei der gewöhnlichen Brennerdüse sogar dann erhält, wenn der Sauerstoffgehalt im Abgas 3% beträgt, wobei die Frequenzanteile von ungefähr 20—25 Hz überwiegen, wohingegen man mit einer exzentrischen Brennerdüse sogar bei einem Sauerstoffgehalt von 9,8% im Abgas eine langsame Verbrennung erreicht, wobei der Frequenzanteil bei ungefähr 2—4 Hz liegt

Im folgenden soll die Beziehung zwischen der Brennerdüsenstellung, dem Verbrennungszustand und der 60 Niederdruckschwankungskurve untersucht werden, wenn man statt Butan Kerosin unter Verwendung einer gewöhnlichen, einer geraden und einer exzentrischen Brennerdüse verbrennt Das Luftverhältnis wird so eingeslellt, daß sich ein Oj?-Gehalt im Abgas von 3,0 ± 0,2% einstellt Als Brenner wird ein handelsüblicher Gasbrenner mit einem Dampfmischsystem und Hochdruckluft als Versprühfluid verwendet Die Versuchsergebnisse sind in den Fig. 11 —13 dargestellt. 65

Fig. 11 zeigt die Versuchsergebnisse unter Verwendung einer gewöhnlichen Brennerdüse, wobei Fig. (1) bis (III) die Stellungen der Brennerdüse bei Punkt (a)70 mm, (b)270 mm und (d)470 mm darstellen. Ebenso wie in den oben beschriebenen Versuchen mit Butangas als Brennstoff fand man bei der Verwendung von Kerosin als

Brennstoff die gleichen Beziehungen zwischen der Brennerstellung, der Schwankungskurve und dem Verbrcnnungszustand. Befindet sich nämlich die Brennerdüse nahe der Innenseite des Ofens, ist die Verbrennung langsam, wohingegen die Verbrennung schneller und die Flamme transparent wird, wenn die Brennerdüse sich an dem Punkt (d) befindet. Andererseits ändert sich die Kurvenform von einer weilen Kurvenforiii geringer Frequenz zu einer Kurvenform hoher Frequenz, entsprechend. Die Frequenzanteile liegen hauptsächlich bei ungefähr 2—4 Hz während der langsamen Verbrennung (F i g. 11 (I). (II)). wohingegen bei schneller werdender Verbrennung die Anteile von 2—4 H/. abnehmen und die von 10—15 Hz und die von 20 — 25 II/ ansteigen (F i g. 11 (Hl)). Die Beziehung zwischen dem Verbrennungszustiind und der Schwankimgskurvc einspricht vollständig den Versuchen unter Verwendung von Butangas als Brennstoff.

!0 Fig. 12 zeigt die Versuchsergebnissc mit einer geraden Brennerdüse, wobei (I)-(III) die Stellungen der Brennerdüse am Punkt (a), (b) und (d)darstellen.

An jedem der Punkte (a)—(d) ist die leuchtende Flamme im Vergleich zur gewöhnlichen Brennerdüse größer, wobei die Frequenzanteile in einem Bereich von ungefähr 30 Hz liegen (F i g. 12 (II!)).

Fi g. 13 zeigt die Versuchsergebnisse mit der exzentrischen Brennerdüse, wobei (I)-(IM) die Stellungen der Brennerdüse an den Punkten (a). (b) und (d) darstellen. In jedem Fall ist die Verbrennung langsam und der Frequenzanteil liegt in einem Bereich von ungefähr 2 — 4 Hz. Fig. 14 und 15 zeigen den Vcrbrennimgs/ustand und die Schwankungskurve, unter Verwendung von Kerosin als Brennstoff, wenn die Brennerdüse an der Stellung (d)470 mm festgehalten wird und das Luftvcrhiiltnis entsprechend verändert wird.

Fig. 14 zeigt die Versuchsergebnisse unter Verwendung einer gewöhnlichen Brennerdüse, wobei (I), (II) und (III) einen O₂-Gehalt im Abgas von 2,95%. 6,55% bzw. 9,4% darstellen. Bei niedrigem OrGehalt im Abgas beobachtete man eine leuchtende Flamme, wohingegen man bei einem hohen O₂-Gehall im Abgas eine transparente Flamme beobachtete. Die Frequenz verteilte sich über den weiten Bereich von ungefähr 2—4 Hz, 10—15 Hz und 20—30 Hz bei niedrigem O₂-Gehalt (I), bestand jedoch hauptsächlich aus hohem Frequenzanteilen von 20—26 Hz bei hohen O₂-Gehalten im Abgas (II), (III). Das heißt, daß mit steigender Verbrennungsgeschwindigkeit eine Neigung zu einer Verschiebung der Dichtefunktion zu höheren Frequenzanteilen festzustellen ist.

Fig. 15 zeigt die Versuchsergebnisse unter Verwendung einer exzentrischen Brennerdüse, wobei (I). (II), (!II) und (IV) die Fälle darstellen, bei denen der O₂-GeIIaIt im Abgas 0,3-0,6%. 3,05%, 6,5% bzw. 9,6% betragen. Bei einem O₂-Gehalt im Abgas von 6,5% ist die Verbrennung langsam, nähert sich jedoch der transparenten Flamme, wenn derO₂-Gehalt im Abgas 9,6% beträgt. Andererseits liegen die l-requcnzkomponenlen hauptsächlich bei einem geringen O₂-Gehall im Abgas bei ungefähr 2—4 H/. ((I)-(III)), zeigen jedoch eine Schwankungskurve mit größeren Anteilen von ungefähr 10—15 Hz und ungefähr 20—25 Hz, wenn der O₂-Gehalt 9,6"/» beträgt (IV).

Hieraus geht hervor, daß zwischen dem Verbrennungszustand und der Schwankungskurve unabhängig von den veränderbaren Verbrennungsfaktoren auch unter Verwendung von Kerosin als Brennstoff eine Beziehung besteht. Bei einer langsamen Verbrennung wird eine große weiche Flamme ausgebildet, wobei die Frequenzkomponenten hauptsächlich bei 2—4 Hz liegen. Bei einer schnellen Verbrennung erhält man Frequenzkomponenten von ungefähr 10—15 Hz und weiter darüber von ungefähr 20—26 Hz. Man erkennt daraus, daß die Ermittlung der Schwankungskurve eine Aussage über den Verbrennungszustand zuläßt.

In den Fig. 16—19 sind Schwankungskurven und der Verbrennungszusland unter Verwendung eines schweren Heizöls als Brennstoff aufgezeichnet, wobei als Variable die Brennerdüsenslellung und das Luftverhältnis verändert wurden. Bei veränderlicher Brennereinstellung wurde das Luftverhältnis so eingestellt, daß der O₂-Gehalt im Abgas 3,0% ± 0,2% betrug, während die Brennerdüse an Punkt (d)A70 mm angeordnet wurde, wenn das Luftverhältnis verändert wurde. Der Brenner und das Sprühfluid entsprechen den in Verbindung mit Kerosin verwendeten.

Fig. 16 zeigt die Versuchsergebnisse mit der gewöhnlichen Brennerdüse, wobei die Brennerstellung verändert wurde. F i g. 16 (I), (II) und (I II) stellen die Scfnvankungskurven dar, wenn die Brennerdüse an dem Punkt (:i). (b) bzw. (d)angeordnet wurde.

Fi g. 17 zeigt die Versuchsergebnisse mit der exzentrischen Brennerdüse und veränderter Brcnnerdüsensiellung. Fig. 17 (I), (II) und (III) stellen die Schwankungskurven dar. wenn die Brennerdüse an den Punkten (:i).(b) bzw. ^angeordnet wurde.

F i g. 18 stellt die Versuchsergebnisse der gewöhnlichen Brennerdüse dar, wobei der O>-Gehall im Abgas (%) geändert wurde. F i g. i8 (i), (H), (Hi) und (i V) stellen die Schwankungskurven dar, die einem O.-Gchall im Abgas von 0,6%, 3,1 %, 6,6% bzw. 9,5% entsprechen.

Fig. 19 zeigt die Versuchsergebnisse unter Verwendung der exzentrischen Brennerdüse bei verändertem O₂-Gehalt (%) im Abgas. Fi g. 19 (I), (II),(III) und (IV) stellen die Schwankungskurve eines Oj-Gehalts im Abgas von 3,1 %, 6,3% bzw. 9,15% dar.

Im folgenden sollen die Ergebnisse der in den Fig. 16—19 gezeigten Schwankungskurven und der Verbrennungszustände zusammengefaßt werden. Die Schwankungskurven bestehen im wesentlichen aus Frcqucnzanteilen von ungefähr 2—4 Hz, wenn man die Verbrennung aus der Flammenfotografie in der gleichen Weise wie bei den vorher erwähnten Versuchen als langsam beurteilt, und bewegen sich gegen 10—15 Hz und 20—27 Hz, wenn die Flamme kurzer und die Verbrennung schneller wird.

Um weiter die Beziehung zwischen dem Einfluß der Brennerdüse auf die Verbrennung und der Schwankungskurve zu bestätigen, wurde die Beziehung zwischen ihnen aufgrund einer Verbrennung mittels einer geraden Brennerdüse untersucht, die als Sonderanfertigung mit einer veränderbaren Brennstoffeinspritzgeschwindigkeit versehen wurde. Unter Verwendung von Butangas als Brennstoff wurde entweder die Stellung der Brennerdüse oder das Luftverhältnis verändert. Die anderen Verbrennungsbedingungen entsprachen denen der vorherigen Experimente, d. h. die Wärmemenge betrug 40 χ 10⁴ K.cal/h.dic Lufttemperatur 320⁰C und der öffnungswinkel

des Brenncrsleins 30". Wenn die Brennersiellung verändert wurde, wurde das Luflverhältnis so eingestellt, daß der Oj-Gehalt im Abgas 3,0% ± 0,2% betrug, während bei variablem Luftverhältnis der Brenner am Punkt (c) angeordnet wurde. Die Versuchsergebnis.se sind in den F i g. 20 und 21 dargestellt.

Fig. 20 zeigt die Versuchsergebnisse, bei denen die Brennerstellung verändert wurde. Fig. 20 (I)-(IV) stellen die Versuche dar, bei denen die Brennerdüse an dem Punkt (a), (b), (c), (d), (e) bzw. (fj angeordnet wurde. Ils geht daraus hervor, daß bei dieser Brennerdüse die Verbrennung bis zum Punkt (b)270 mm langsam ist und dann bei Punkt (c)370 nim schneller wird und bei Punkt (d) bereits eine transparente Flamme zeigt. Aufgrund der Veränderung des Verbrennungsziistands zeigt die Schwankungskurve schon bei Punkt (c)e\r\e Frequenz von ungefähr 10 — 25 Hz, wobei die niedrige Frequenz von ungefähr 2—4 Hz an diesem Punkt (III) nicht mehr auftritt. Danach hat die Schwankungskurve als Hauptanteil bei den folgenden Punkten (d)-(f) eine Frequenz von 20—25 Hz. Hierdurch wird bestätigt, daß diese Brennerdüse eine ebenso gute Zündbarkeit wie die gewöhnliche Brennerdüse aufweist.

F i g. 21 zeigt die Schwankungskurve bei verändertem OrGehalt im Abgas, wobei (I)-(IV) die Fälle darstellen, bei denen der O^-Gehall im Abgas 0,8%, 3,0%, 6,3% bzw. 9,45% beträgt. Aus den Meßkurven ist ersichtlich, daß die Verbrennung sogar noch bei einem O ..-Gehall im Abgas unterhalb 1% zufriedenstellend ist, wobei ein Frequen/.antcil von ungefähr 10—25 Hz (I) festgestellt wird. Überschreitet der O>-Gehalt im Abgas dieses Niveau, wird die Verbrennung schneller und die Flamme bei einem O2-Gehalt im Abgas von 0,45% transparent, wobei die Frequenzanteile hauptsächlich bei 20—25 Hz liegen. Das heißt, daß die Eigenschaften der Düse genauso gut wie die die der gewöhnlichen Brennerdüse sind.

Es ist erkennbar, daß bei der Veränderung der Einflußgrößen sich der Verbrennungszustand in dem der Innendruck des Ofens überlagerten Niederdruckschwankungskurve zeigt, und zwar unabhängig von gasförmigem oder flüssigem Brennstoff und unabhängig von der Form der Brennerdüse. Das heißt, daß man aus der .Schwankungskurve den Verbrennungszusland im Innern des Ofens auf geeignete Weise beurteilen kann. Wenn die Verbrennung langsam abläuft und sich eine große lange Flamme zeigt, zeigt die SchXvankungskurve bei schneller Verbrennung die Schwankungskurve Frequenzanteile von ungefähr 20—25 Hz'zeigt. Die Schwankungskurve und die Verbrennungskennwerte des Versuchsofens sind in Tabelle 1 gezeigt. '

Tabelle 1

Beziehung zwischen der Schwankungskurvc und den Verbrennungskennwerten

Frequenzkenn werte

Verbrennungskennwerte

nur Anteile von ungefähr 2 —4 Hz

besteht hauptsächlich aus 2—4 Hz und enthält Anteile von
ungefähr 10—15 Hz und ungefähr 20—25 Hz Anteile von

ungefähr 2—4 Hz werden weniger und die von ungefähr 10—15 Hz und ungefähr 20 —25 Hz überwiegen Anteile von 2—4 Hz verschwinden. Anteile von ungefähr 10—15 Hz werden weniger und jene von ungefähr 20—25 Hz überwiegen

nur Komponenten von ungefähr 20—25 Hz

äußerst langsamer Verbrennungszustand
große weiche Flamme

die Verbrennung ist immer noch langsam,
die Flamme ist groß, kleinere
Flammensäule

normale Verbrennung, scharfe Flamme

die Verbrennung wird schneller
unter Ausbildung einer scharfen Flamme
die Verbrennung erreicht bei
gasförmigem Brennstoff eine
transparente Flamme
schnelle Verbrennung, transparente
Flamme bei gasförmigem Brennstoff·:
gering ieuchtende Flamme bei
flüssigem Brennstoff

Fig. 6(1) Fig. 9 (II) Fig. 11 (I) etc. Fig. 5(111) Fig. 8 (I) Fig. 15(IV) Fig. 18 (I) etc. Fig. 5 (IV) Fig. 6 (IV) Fig. 14(111)

Fig. 5 (Vl) Fig. 20(1V) Fig. 21 (III) etc.

Fig. 6(VII) Fie. 14(IV) Fig. 20(Vl)

Die den oben erwähnten Verbrcnnungszuständen entsprechenden Frequenzbänder sind nicht notwendigerweise stationär, sondern zeigen besondere Frequenzanteile entsprechend der Art und der Kapazität der verschiedenen Öfen. Sie umfassen Anteile in einem niedrigen Frequenzbereich, wie z. B. ungefähr 2—4 Hz, wenn die Größe der Flamme groß und die Verbrennung langsam ist, und umfassen einen Bereich höherer Frequenzanteile bei einer schnelleren Verbrennung. Erreicht der Verbrennungszustand ein Stadium, bei dem die Flamme transparent wird oder nahezu transparent wird, erscheinen nur die Frequenzanteile von unge'/ähr 20—25 Hz. Auf diese Weise erscheint bei einem spezifischen Verbrennungszustand des Ofens bei einem gegebenen Ofen eine bestimmte Frequenz. Wenn die den verschiedenen Vcrbrennungszuständen eines gegebenen Ofens zugeordneten Schwankungskurven aufgenommen worden sind, wird es möglich, den Verbrennungszustand des Ofens lediglich durch Ermittlung der Schwankungskurve zu bestimmen. '.

Weiler kann man bestimmen, wie weit sich die Verbrennungskennwertc ändern und wie weit sich die Schwankungskurve entsprechend ändert, wenn die Stellung der Brennerdüse oder das Luftverhältnis als Einflußgröße der Verbrennung um einen bestimmten Betrag verändert werden, wodurch es möglich wird, den Verbren-

nungszustand aufgrund der Schwankungskurve nach Wunsch zu regeln. Aufgrund der ermittelten Bezieh un; zwischen den Frequenzen in drei Frequenzbändern und den Verbrennungskennwerten im Innern eines Ofen? wie des beispielsweise in Tabelle 1 gezeigt ist. ist es möglich, quantitativ die verschiedenen Verbrennungszustän de in dem Ofen, wie z. 3. die schnelle oder langsame Verbrennung, die Verbrennung bei einer langen oder kürzet Flamme oder die Verbrennung bei niedrigem NO_A-Gehalt oder niedrigem Rauch, in Form eines objektiver Richtwerts, d. h. der Frequenz, abzuschätzen. Führt man die Schwankungskurvc dem Regelsystem für di( Einflußgrößen der Verbrennung, wie z. B. die Stellung der Brennerdüse oder das Luftverhältnis zu, ist es möglich die Abweichung der Verbrennung von den gewünschten Verbrennungskennwerten zu berichtigen und di< Verbrennung in der gewünschten Weise durchzuführen. Es ist daher möglich, eine einfache vollständige automa

ίο tische Regelung des Verbrennungszustandes über die quantitative Beurteilung der Ofenbedingung entspre chend der Niederdruckschwankungskurve durchzuführen.

Zur Ermittlung der Niederdruckschwankungskurve im Innern des Ofens kann im Prinzip ein gewöhnliche Manometer verwendet werden. Es wird jedoch die Verwendung eines Druckwandlers bevorzugt, der cinei Dehnmeßstreifen als Fühler in Verbindung mit einem daran angeschlossenen Verstärker verwendet. Das ver wendete Instrument sollte einen, einem Druck von 20 mmWS entsprechenden Meßbereich aufweisen, da die zi messende Niederdruckschwankungskurve im Innern des Ofens ungefähr bi-i 20 mm WS liegt.

Die Schwankungskurve kann direkt durch Anzeigen des Drucks auf einem Oszillograph gezcigi werden. Da: Schwankungssignal wird in einem mit dem Verstärker (dynamisches Dehnungsmeßgerät) verbundenen Meß wertaufnahmegerät gespeichert, einer Frequenzanalyse unterworfen, und die Schwankungskurvc wird aufgruiu der sich ergebenden Frequenzkennwerte beurteilt.

Im folgenden soll eine Regelung des Verbrennungszuslandes aufgrund der Bestimmung des Verbrennungs/.u Standes beschrieben werden.

Zur Energieeinsparung und zur Verminderung der Luftverschmutzung können im allgemeinen neben den Luftverhältnis, der Sprühmenge des Ölbrenners und der Brennerstellung eine Anzahl weiterer Einflußgrößen fü die Verbrennung im Inneren des Ofens berücksichtigt werden. Im folgenden wird jedoch nur auf Regler für dii drei genannten Einflußgrößen eingegangen.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, daß zur Regelung des Luftverhältnisses dann, wenn die Dichtefunktion ii einem bestimmten Frequenzband einen bestimmten Wert überschreitet, ein Stellsignal im Sinne einer Verringc rung des Luftverhältnisses entsprechend der Abweichung des Wertes der Dichtefunktion vom bestimmten Wer erzeugt wird, und dann, wenn die Dichtefunktion im bestimmten Frequenzband geringer als der bestimmte Wer wird, ein Stellsignal im Sinne einer Erhöhung des Luftverhältnisses entsprechend der Abweichung erzeugt wird.

Es wurde ferner in bezug auf die Stellung des Brenners mittels verschiedener Versuche festgestellt, daß, wem

die Dichtefunktion in einem bestimmten Frequenzband höher als ein bestimmter Wert wird, zwcckmäßigcrwci se ein Stellsignal erzeugt wird, durch das der Brenner entsprechend der Abweichung zwischen dem Wert de Dichtefunktion und dem bestimmten Wert in F i g. 3 nach rechts bzw. in Richtung zum Ofeninncren bewegt wird und daß, wenn die Dichtefunktion in dem bestimmten Frequenzband geringer als der bestimmte Wert wird zweckmäßigerweise ein Stellsignal erzeugt wird, durch das der Brenner in I-" i g. 3 nach links, d. h. zur Hngsiclli des Ofens hin bewegt wird.

Ferner ist es in bezug auf die Sprühmenge möglich, eine stabile Verbrennungsregelung mittels eines Stellst

gnals im Sinne einer Verminderung der Sprühmenge des Ölbrenners entsprechend der Abweichung zu errei chen, wenn die Dichtefunktion in einem bestimmten Frequenzband höher als ein bestimmter Wert ist, um mittels eines Stellsignals im Sinne einer Verminderung der Sprühmenge zu erreichen, wenn die Dichtefunktiot geringer als der bestimmte Wert wird.

Ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Regelung dieser Einflußgrößen der Verbrennung ist im folgen den beschrieben. F i g. 22 zeigt ein Blockschaltbild einer Meßvorrichtung zur Messung der Niederdruckschwan kung, wobei die Druckschwankung im Bereich niedriger Frequenzen im Inneren des Ofens mittels des Druckfiih lers 9 über den Druckaufnehmer 8a für niedrige Frequenzen ermittelt und das gewonnene Signal mittels de Verstärkers 10 verstärkt wird. Die Niederdruckschwankungskurve wird mittels eines Frequenzanalysator 11 ausgewertet und als Eingangsgröße der Regelung verwendet. Auf diese Weise erhält man die Dichtefunklior Die in Fig. 23 gezeigten Symbole (a)und (b)stellen eine Auswerteinrichtung dar, wobei ein Filter 18', das nu bestimmte Frequenzen aus einem breiteren Frequenzband der Niederdruckschwankung durchläßt, am Einganj des Frequenzanalysator angeordnet ist, während am Ausgang des Frequenzanalysators 18 ein Signalformer 18' angeordnet ist. Obwohl mittels des Filters 18' eine spezielle Frequenz ausgefiltert wird und dem Frequcnzanaly sator 18 zugeführt wird, kann das Niederdruckschwankungssignal als Eingang auch direkt dem Frcquen/.analy sator 18 zugeführt werden.

F i g. 24 zeigt einen Verbrennungs.-egler, bei dem das Ausgangssignal des Frequenzanalysators 18, d. h. da¹ Ergebnis der Analyse, einem Vergleicher bzw. Differenzbilder 19 zugeführt und mil dem Wert der Dichtcfunk tion bei einer vorbestimmten Frequenz oder in einem vorbestimmten Frequenzband verglichen wird, so dal jede Eiiiflußgröße der Verbrennung auf geeignete Weise über einen Regler 20 und ein Relais 21 entsprechciu

bO der Abweichung geregelt werden kann, wie dies in den Fig. 24, 25, 2b, 27, 28 und 29 gezeigt ist. Bei dem ii F i g. 24 gezeigten Regler ist die geregelte Einflußgröße die Verbrennungsluft (Liiftverhü'mis), wobei ein Durch flußsteuerventil 14 vorgesehen ist. Bei dem in F i g. 27 gezeigten Kaskadenregler sind dagegen eine automatisch! Luftverhältniseinstelleinrichtung 38, ein Durchflußmengenreglcr 39 und ein Durchflußmeßgerä! 15 für die LuI vorgesehen, um die Luftmenge einzustellen und zu regeln.

F i g. 25 zeigt einen Regler für die Sprühmenge, wobei die Sprühmenge mittels eines Relais 21 und eine: Durchflußsteuerventils 23 des Brenners geregelt wird. F i g. 28 zeigt eine Vorrichtung mit einer automatische! Sprühverhältniseinstelleinrichtung 26, einem Sprühstromregler 22 und einem Durchflußmcgcrät 24.

F i g. 26 zeigt einen Regler zur Regelung der Brennerstellung, der die Bewegung des Brenners 3 /ii eine

geeigneten Stellung mittels eines Brennerantriebs 30 ermöglicht Fig.29 zeigt einen Regler zur Regelung der
Brenncrstellung, der mit einer Führungswalze 3t und einem Gerät 32 zur Steuerung der Brennerstellung
zusätzlich zum Brennerantrieb 30 versehen ist

Die erläuterte Steuerung ist nicht auf die Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt
Beispielsweise kann die Messung der Druckschwankung mittels eines Mikrophons erfolgen. Weiter können
andere als die erwähnten Einflußgrößen für die Verbrennung ebenfalls geregelt werden. Beispielsweise kann
man die Einspritzgeschwindigkeit des Brennstoffs, die Luftgeschwindigkeit oder den Innendruck im Ofen regeln.

Hierzu 26 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung des Verbrennungszustandes in einem Ofen, wobei die den Verbrcnnungs/.ustand charakterisierende Eingangsgröße eines Regelkreises aus den mit einem Druckaufnehmer gemessenen

Druckschwankungen im Bereich niedriger Frequenzen bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet,

daß ermittelt wird, in weichen drei unterschiedlichen Frequenzbändern die für langsame, normale und schnelle Verbrennung charakteristische Druckschwankungen auftreten, und daß die den Verbrennungs-Istzustand während der Verbrennung charakterisierende Eingangsgröße stetig aus der Größe der in diesen drei Frequenzbändern gemessenen Druckschwankungen bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für langsame Verbrennung charakteristische erste Frequenzband den Bereich vor. 2 bis 4 Hz, das für normale Verbrennung charakteristische zweite Frequenzband den Bereich von 10 bis 15 Hz und das für schnelle Verbrennung charakteristische dritte Frequenzband den Bereich von 20 bis 25 Hz umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Eingangsgröße die Dichtefunktion der Druckschwankungen (Anzahl der Druckschwankungen bestimmter Frequenz je Frcqucn/cinhcii) bestimmtwird. . . .

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche I bis 3 mit einer Einrichtung (8a, 9) zur Erfassung der bei der Verbrennung auftretenden Druckschwankungen im Bereich niedriger Frequenzen und zur Umwandlung derselben in ein elektrisches Signal, einem Verstärker (10) zur Verstär-

kung des Signals und einer Einrichtung zur Auswertung des verstärkten elektrischen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Auswertung des verstärkten elektrischen Signals einen Frequenzanalysator (18) aufweist.