Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Gasbrenner gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Regeleinrichtung ist aus der Zusammenfassung der JP 600 800 18 bekannt.
Regeleinrichtungen für Gasbrenner dienen der Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches, also dem Zuführen eines Gasstroms und eines Verbrennungsluftstroms zu einem Brenner. Der Gasstrom durch ein Gasventil ist dabei in Abhängigkeit vom Verbrennungsluftdruck einstellbar. Derartige Regeleinrichtungen sind aus DE 24 27 819 B2, AT-PS 190 195 und DE 37 07 883 C1 bekannt.
Es sind Regeleinrichtungen für Gasbrenner bekannt, bei denen das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bzw. zwischen Gasstrom und Verbrennungsluftstrom variabel ist. Bei allen bekannten Regeleinrichtungen erfolgt die erforderliche Druckmessung mit Hilfe einer Membran, also auf pneumatischem Weg. Dieser pneumatische Weg verfügt jedoch über eine Vielzahl von Nachteilen, die allesamt den Anwendungsbereich bekannter Regeleinrichtungen einschränken. So schränken die Hysterese-Eigenschaften der Membran und die zwischen der Membran und dem Gasventil wirkenden Kräfte den Arbeitsbereich und damit den Anwendungsbereich ein. Des weiteren bewirkt das Zusammenspiel zwischen den erforderlichen kleinen Stellkräften und den Betriebstoleranzen der Membran infolge von Störeinflüssen wie Temperaturschwankungen oder dergleichen eine Einschränkung des Anwendungsbereichs bekannter Regeleinrichtungen.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, eine Regeleinrichtung für Gasbrenner zu schaffen, die die obigen Nachteile vermeidet und damit einen größeren Anwendungsbereich aufweist.
Dieses Problem wird durch eine Regeleinrichtung für Gasbrenner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Die in der Zeichnung dargestellte Regeleinrichtung dient der Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches für einen nicht-dargestellten Gasbrenner.
Über eine erste Leitung 10 ist dem nicht-dargestellten Brenner ein Gasstrom zuführbar. Der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 sind ein Gasregelventil 11 sowie zwei Gassicherheitsventile 12, 13 zugeordnet. Das Gasregelventil 11 sowie die Gassicherheitsventile 12, 13 können beliebig ausgestaltet sein. Aufbau und Arbeitsweise von Gassicherheitsventilen sowie Gasregelventilen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.
Dem nicht-dargestellten Brenner ist desweiteren über eine zweite Leitung 14 ein Verbrennungsluftstrom zuführbar. Der Verbrennungsluftstrom wird von einem Gebläse 15 erzeugt, dessen Drehzahl durch einen dem Gebläse 15 zugeordneten Motor 16 bestimmt wird.
Innerhalb der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 ist eine Blende oder Drosselstelle 17 angeordnet. Im Bereich hinter der Drosselstelle 17 mündet die den Gasstrom führende erste Leitung 10 in die den Luftstrom führende zweite Leitung 14. In diesem Bereich wird die den Gasstrom führende erste Leitung 10 von einer Gasdüse 18 abgeschlossen.
Zwischen der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 und der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 ist ein Sensor 19 angeordnet. Mit einem ersten Meßpunkt 20 ist der Sensor 19 an der den Gasstrom führenden ersten Leitung 10 angeschlossen, nämlich in Strömungsrichtung des Gases vor der Gasdüse 18. Mit einem zweiten Meßpunkt 21 ist desweiteren der Sensor 19 an der den Verbrennungsluftstrom führenden zweiten Leitung 14 angeschlossen, nämlich in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft vor der Drosselstelle 17.
Der Sensor 19 ist als Differenzdruck-Sensor, insbesondere als Durchflußmesser bzw. Anemometer, ausgebildet. Mit Hilfe des Sensors 19 ist demnach die Druckdifferenz zwischen dem Gasdruck und dem Verbrennungsluftdruck bestimmbar.
In dem Fall, in dem der Gasdruck mit dem Verbrennungsluft übereinstimmt, ist der Durchfluß durch den als Durchflußmesser bzw. Anemometer ausgebildeten Sensor 19 gleich Null. Im Falle eines gegenüber dem Gasdruck höheren Verbrennungsluftdrucks ist ein Durchfluß vom zweiten Meßpunkt 21 in Richtung auf den ersten Meßpunkt 20 detektierbar. Hingegen ist im Falle eines gegenüber dem Gasdruck geringeren Verbrennungsluftdrucks ein Durchfluß von dem ersten Meßpunkt 20 in Richtung auf den zweiten Meßpunkt 21 vom Sensor 19 detektierbar. Aus der Menge des Durchflusses durch den Sensor 19 sowie der Durchflußrichtung sind demnach die Druckverhältnisse von Gasdruck und Verbrennungsluftdruck durch den Sensor 19 bestimmbar.
Abhängig von diesen Druckverhältnissen erzeugt der Sensor 19 ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 22. Dieses elektrische bzw. elektronische Signal 22 wird einem Steuergerät bzw. Regelgerät 23 zugeführt, welches ein Regelungssignal 24 für einen Stellantrieb 25 des Gasregelventils 11 erzeugt.
Zur Gewährleistung eines variablen Übersetzungsverhältnisses zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck bzw. Gasstrom und Verbrennungsluftstrom wird das elektrische bzw. elektronische Signal 22 des Sensors 19 in einer Summiereinrichtung 26 mit einem Hilfssignal 27 verrechnet, und zwar bevor das Signal 22 dem Regelgerät 23 zugeführt wird. Dem Regelgerät 23 wird demnach als Eingangssignal das Ausgangssignal 30 der Summiereinrichtung 26 zugeführt, wobei das Ausgangssignal 30 eine additive Überlagerung der Signale 22, 27 ist.
Bei dem Hilfssignal 27 handelt es sich um ein von einer Drehzahl des Gebläses 15 funktional abhängiges Signal. Das Hilfssignal 27 wird in einer Auswerteeinrichtung 28 aus einem Drehzahlsignal 29 des Gebläses 15 bzw. des Motors 16 des Gebläses 15 gewonnen. Da das Hilfssignal 27 von der Drehzahl des Gebläses 15 funktional abhängig ist, folgt unmittelbar, daß das Hilfssignal 27 vom Verbrennungsluftstrom bzw. Verbrennungsluftdruck abhängig ist.
In Abweichung vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, das Hilfssignal 27 auf andere Art und Weise zu generieren. So ist es nicht zwingend erforderlich, daß das Hilfssignal 27 ausgehend von der Drehzahl des Gebläses ermittelt wird. Auch ist es denkbar, einen zusätzlichen, nicht dargestellten Sensor zur Ermittlung des Verbrennungsluftstroms und damit zur Generierung des Hilfssignals 27 vorzusehen.
Zur Bereitstellung eines Gas/Luft-Gemisches mit einem variablen Übersetzungsverhältnis zwischen Gasdruck und Verbrennungsluftdruck wird demzufolge mit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wie folgt vorgegangen:
Mit Hilfe des Sensors 19 wird ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 22 ermittelt, das dem Druckunterschied zwischen dem Gasdruck und dem Verbrennungsluftdruck entspricht. Dieses elektrische bzw. elektronische Signal 22 wird mit einem Hilfssignal 27 verrechnet. Hierzu werden das elektrische bzw. elektronische Signal 22 und das Hilfssignal 27 addiert. Das Hilfssignal 27 hängt vom Verbrennungsluftstrom, insbesondere von der Drehzahl des Gebläses 15, ab. Das aus den Signalen 22, 27 ermittelte Ausgangssignal 30 der Summiereinrichtung 26 wird einem Regelgerät 23 zugeführt, das ein Regelungssignal 24 für den Stellantrieb 25 des Gasregelventils 11 erzeugt. Das Regelsignal 24 wird hierbei derart ermittelt, daß das Regelgerät 23 den Gasstrom dahin gehend ändert, daß das Eingangssignal für das Regelgerät 23, also das aus den Signalen 22, 27 ermittelte Signal 30, einen Betrag von Null annimmt.
In der Auswerteeinrichtung 28 ist ein Faktor bestimmbar, der das Übersetzungsverhältnis zwischen Gasstrom und Verbrennungsluftstrom bestimmt. Bei diesem Faktor handelt es sich um einen Multiplikationsfaktor. Je höher dieser Multiplikationsfaktor ist, desto höher ist das Übersetzungsverhältnis. Über eine Variation des Multiplikationsfaktors ist das Übersetzungsverhältnis variierbar.