DE8004780U1

DE8004780U1 - Control device for gas burners

Info

Publication number: DE8004780U1
Application number: DE8004780U
Authority: DE
Original assignee: G Kromschroeder AG
Current assignee: Elster Kromschroeder GmbH
Priority date: 1980-02-22
Filing date: 1980-02-22
Publication date: 1989-06-15

Description

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G. Kromschröder Aktiengesellschaft, Jahnplatz 6 4500 OsnabrückG. Kromschröder Aktiengesellschaft, Jahnplatz 6 4500 Osnabrück

Regelvorrichtung für GasbrennerControl device for gas burners

Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung für Gasbrenner nach dem Oberbegriff des -anspruchs.The invention relates to a control device for gas burners according to the preamble of the claim.

Zur Regelung des Mischungsverhältnisses von Brenngas und Luft sind "Gleichdruckregler" bekannt, durch welche der Druck des dem Gasbrenner zugeführten Brenngases an den Druck der dem Gasbrenner zugeführten Verbrennungsluft angepaßt wird. Ein solcher Gleichdruckregler enthält als Hubglied eine Reglermembran, durch welche ein in der Gaszufuhrleitung liegendes Regelventil gesteuert ist. Die Reglermembran ist auf der einen Seite von dem Ausgangsdruck des Gleichdruckreglers und auf der anderen Seite vom Druck der Verbrennungsluft beaufschlagt, wobei der erstere Druck das Regelventil im öffnenden und der letztere Druck das Regelventil im schließenden Sinne an- · steuert. Der Luftdruck ist von einem Temperaturfühler über einen Stellmotor und ein von diesem verstellbaresTo regulate the mixture ratio of fuel gas and air, "equal pressure regulators" are known, through which the pressure of the fuel gas supplied to the gas burner is adjusted to the pressure of the combustion air supplied to the gas burner. Such an equal pressure regulator contains a regulator membrane as a lifting element, through which a control valve located in the gas supply line is controlled. The regulator membrane is acted upon on one side by the output pressure of the equal pressure regulator and on the other side by the pressure of the combustion air, whereby the former pressure controls the control valve in the opening direction and the latter pressure controls the control valve in the closing direction. The air pressure is controlled by a temperature sensor via a servomotor and a control valve adjustable by this.

Ventil in der Luftzufuhrleitung nach Maßgabe desValve in the air supply line according to the

Wärmebedarfs veränderbar. Der Gasdruck wird durch den Gleichdruckregler diesen Änderungen des Luftdrucks nachgeführt.
5Heat requirements can be changed. The gas pressure is adjusted to these changes in air pressure by the pressure regulator.
5

Aus Gründen der Energieeinsparung ist man dazu übergegangen, die Luft durch die Abgaswärme vorzuwärmen. Das geschieht mittels eines "Rekuperators", d.h. eines Wärmetauschers, der in den Abgaskanal und mit luftdurchströmten Kanälen in die Luftzufuhrleitung ein- :'; geschaltet ist, wobei die dem Brenner zugeführte LuftFor energy saving reasons, the air is preheated using the exhaust heat. This is done using a "recuperator", i.e. a heat exchanger that is connected to the exhaust duct and, with air-flow channels, to the air supply line, whereby the air supplied to the burner

im Gegenstrom durch die Abgase vorgewärmt wird. Dasis preheated in countercurrent by the exhaust gases.

% hat den Vorteil, daß diejenige Verbrennungswärme, die % has the advantage that the combustion heat, which

sonst zur Erwärmung der Luft auf die Vorwärmtemperatur &igr; 15 verbraucht wird, für andere Zwecke zur Verfügung steht. Bei einer solchen Vorwärmung der Verbrennungsluft ist aber die vorstehend beschriebene Gleich-otherwise used to heat the air to the preheating temperature &igr; 15, is available for other purposes. However, with such preheating of the combustion air, the equation described above is

&iacgr;; druckregelung nicht anwendbar. Einem bestimmten Luft-&iacgr;; pressure control not applicable. A specific air

druck vor dem Brenner entspricht ein bestimmtes Luft-pressure in front of the burner corresponds to a certain air

volumen, das unter dem Einfluß dieses Luftdruckes pro Zeiteinheit am Brenner ausströmt. Diesem Luftvolumen entspricht wiederum bei Kaltluft eine bestimmte Sauerstoffmenge, der eindeutig eine optimale Gasmenge zugeordnet werden kann. Wird die Luft in demvolume that flows out of the burner per unit of time under the influence of this air pressure. In cold air, this air volume corresponds to a certain amount of oxygen, to which an optimal amount of gas can be clearly assigned. If the air in the

T, 25 Rekuperator erwärmt, so daß sie sich ausdehnt, soT, 25 recuperator is heated so that it expands, so

entspricht dem gleichen Luftvolumen und damit demcorresponds to the same volume of air and thus the

- gleichen Luftdruck vor dem Brenner eine verminderte- same air pressure in front of the burner a reduced

'' Sauer stoff menge. Ein dem Luftdruck und damit dem '' Oxygen quantity. A the air pressure and thus the

Luftvolumen nachgeführter Gasdruck würde daher beiGas pressure adjusted to the air volume would therefore

Of)(of)

^JU stark veränderlicher Lufttemperatur entweder zu einem Gas- oder zu einem Luftüberschuß führen. ^JU strongly variable air temperature can lead to either a gas or air excess.

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Es ist aus diesem Grunde bekannt, stromauf von dem Rekuperator in der Luftzufuhrleitung eine Meßblende anzuordnen, an welchem ein Differenzdruck abfällt. Dieser Differenzdruck ist ein Maß für die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Kaltluft unabhängig davon, wie diese Kaltluft von dem nachgeschalteten Rekuperator erwärmt wird. Dieser Kaltluftmenge wird der Gasdruck vor dem Brenner nachgeführt. Zu diesem Zweck wird der Differenzdruck, der an der Meßblende auftritt, auf ein Hubglied in Form einer Membran gegeben. An der Membran wirkt dann eine Kraft, die gleich dem Differenzdruck multipliziert mit der Membranfläche ist. Mit dieser Kraft ist die Reglermembran eines Druckreglers belastet,, der in der Gaszuleitung angeordnet ist. Der Ausgangsdruck des Druckreglers wirkt an der Reglermembran der differenzdruckproportionalen Kraft entgegen, und die Reglermembran steuert in üblicher Weise ein Regelventil so, daß der Ausgangsdruck gleich der besagten Kraft, dividiert durch die Fläche der Reglermembran wird.For this reason, it is known to arrange a measuring orifice upstream of the recuperator in the air supply line, at which a differential pressure drops. This differential pressure is a measure of the amount of cold air supplied per unit of time, regardless of how this cold air is heated by the downstream recuperator. The gas pressure in front of the burner is fed to this amount of cold air. For this purpose, the differential pressure that occurs at the measuring orifice is applied to a lifting element in the form of a membrane. A force that is equal to the differential pressure multiplied by the membrane area then acts on the membrane. The regulator membrane of a pressure regulator that is arranged in the gas supply line is loaded with this force. The output pressure of the pressure regulator counteracts the force proportional to the differential pressure on the regulator membrane, and the regulator membrane controls a control valve in the usual way so that the output pressure is equal to the said force divided by the area of the regulator membrane.

Auf diese Weise wird der Gasdruck vor dem Brenner proportional der pro Zeiteinheit zugeführten KaItluftmenge gemacht, so daß unabhängig vom Grad der Erwärmung der Verbrennungsluft das richtige Mischungsverhältnis eingehalten werden kann.In this way, the gas pressure in front of the burner is made proportional to the amount of cold air supplied per unit of time, so that the correct mixing ratio can be maintained regardless of the degree of heating of the combustion air.

Es hat sich nun gezeigt, daß auch die Erwärmung des zugeführten Brenngases durch den Brenner zu einemIt has now been shown that the heating of the supplied fuel gas by the burner also leads to a

Restfehler führt, so daß mit der bekannten Anordnung die Einhaltung eines exakt definierten und konstanten Mischungsverhältnisses nicht gewährleistet ist.This leads to residual errors, so that the known arrangement does not ensure that a precisely defined and constant mixing ratio is maintained.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einerThe invention is based on the object of

Regelvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs den durch die Erwärmung des Brenngases bedingten Restfehler zu kompensieren.Control device according to the preamble of the patent claim to compensate for the residual error caused by the heating of the fuel gas.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs aufgeführten "Maßnahmen gelöst.According to the invention, this object is achieved by the "measures" listed in the characterizing part of the patent claim.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die zugehörige Zeichnung näher erläutert, die schematisch ein Schaltbild einer Regelvorrichtung für Gasbrenner zeigt.An embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, which schematically shows a circuit diagram of a control device for gas burners.

Die Regelvorrichtung enthält eine Gaszufuhrleitung und eine Luftzufuhrleitung 12, die zu einem Brenner geführt sind. In der Luftzufuhrleitung 12 liegt ein Rekuperator 16, in welchem die Vorwärmung der Luft durch Wärmeaustausch mit dem Abgas erfolgt. Stromauf von dem Rekuperator 16 ist eine Meßblende angeordnet. Ein Hubglied 20 in Form einer in ein Gehäuse 22 eingespannten Membran ist über Leitungen 24 und 26 von dem Differenzdruck an der Meßblende beaufschlagt. Die Leitungen 24 und 26 sind dabei so in das Gehäuse 22 geführt, daß der Differenzdruck eine Kraft nach oben in der Figur auf die Membran ausübt. Üblicherweise ist von dem Hubglied, also der Membran 20 ein Druckregler 28 in der Gaszufuhrleitung 10 gesteuert, d.h. die an der Membran 20 wirksame Kraft belastet die Reglermembran des Druckreglers 28. Der Ausgangsdruck des Druckreglers wirkt an der Reglermembran dieser differenzdruckproportionalen Kraft entgegen.The control device contains a gas supply line and an air supply line 12, which are led to a burner. In the air supply line 12 there is a recuperator 16, in which the preheating of the air takes place by heat exchange with the exhaust gas. A measuring orifice is arranged upstream of the recuperator 16. A lifting element 20 in the form of a membrane clamped into a housing 22 is acted upon by the differential pressure at the measuring orifice via lines 24 and 26. The lines 24 and 26 are led into the housing 22 in such a way that the differential pressure exerts a force upwards in the figure on the membrane. Usually, a pressure regulator 28 in the gas supply line 10 is controlled by the lifting element, i.e. the membrane 20, i.e. the force acting on the membrane 20 loads the regulator membrane of the pressure regulator 28. The output pressure of the pressure regulator counteracts this differential pressure-proportional force on the regulator membrane.

Bei der hier beschriebenen Regelvorrichtung ist stromab von dem Druckregler 28 in der Gaszufuhrleitung 16 eine Meßblende 30 angeordnet. Der Druckregler ist zusätzlich von einem zweiten, mit dem ersten Hubglied, der Membran 20, verbundenen Hubglied, nämlich einer Membran 32 in einem Gehäuse gesteuert, welches über eine Leitung 3 6 von dem Druck in der Gaszufuhrleitung 10 stromab von derIn the control device described here, a measuring orifice 30 is arranged downstream of the pressure regulator 28 in the gas supply line 16. The pressure regulator is additionally controlled by a second lifting element connected to the first lifting element, the membrane 20, namely a membrane 32 in a housing, which is connected via a line 36 to the pressure in the gas supply line 10 downstream of the

• Meßblende 30 beaufschlagt ist. Der Druck stromab von der Meßblende 30 wirkt in der Figur auf die Unterseite der Membran 32, belastet also die Reglermembran des Druckreglers 28 im gleichen Sinne wie der an dem Hubglied 20 wirksame Differenzdruck.• Measuring orifice 30 is acted upon. The pressure downstream of the measuring orifice 30 acts in the figure on the underside of the membrane 32, thus loading the regulator membrane of the pressure regulator 28 in the same way as the differential pressure acting on the lifting element 20.

Mit 38 ist ein in der Gaszufuhrleitung 10 angeordnetes Absperrventil bezeichnet. In der Luftzufuhrleitung 12 sitzt ein Motorventil 40, das in üblicherweise die Luftzufuhr nach Maßgabe des Wärmebedarfs, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Temperaturfühler, steuert.38 designates a shut-off valve arranged in the gas supply line 10. In the air supply line 12 there is a motor valve 40, which usually controls the air supply according to the heat requirement, for example depending on a temperature sensor.

Wenn infolge der Erwärmung des Gases vor dem Brenner ■5 und der dementsprechenden Ausdehnung des Gasvolumens der Druck stromab von der Meßblende 30 ansteigt, so wird über das Hubglied 32 der von dem Regler 28 geregelte Druck vor der Meßblende 30 entsprechend angehoben, wodurch der durch die Erwärmung des Brenngases hervorgerufene Restfehler kompensiert wird.If, as a result of the heating of the gas in front of the burner ■5 and the corresponding expansion of the gas volume, the pressure downstream of the measuring orifice 30 increases, the pressure in front of the measuring orifice 30, which is regulated by the regulator 28, is increased accordingly via the lifting element 32, whereby the residual error caused by the heating of the combustion gas is compensated.

Claims

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Jl) t t · IIS ■Jl) tt · IIS ■

-LjIiEispruch

Control device for controlling the mixing ratio of fuel gas and air in gas burners, in which the air is preheated by the exhaust heat, containing

a gas supply line,
an air supply line,

a recuperator in the air supply line, in which the air is preheated by heat exchange with the exhaust gas,
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a measuring orifice in the air supply line upstream of the recuperator,

a first stroke element actuated by the differential pressure at the measuring ^orifice and

a pressure regulator in the gas supply line controlled by the first lifting element,

""characterized in that

■ · Il Il■ · The

Il I I I II I I I

• · III I· III I

I I I I II I I I I

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(Il I I II(Il I I II

(a) ir. the gas supply line (10) downstream of the M

Pressure regulator (28) a measuring orifice (30) is arranged and

5 (b) the pressure regulator (28) is additionally actuated by a second lifting element (20) connected to the first lifting element |

element (32) which is controlled by the pressure '$

in the gas supply line (10) downstream of the ;!

The measuring orifice (30) is acted upon. 10