DE2326395C2

DE2326395C2 - Einrichtung zur Steuerung der einem Brenner zugeführten Mengen eines ersten und eines zweiten Fluidums

Info

Publication number: DE2326395C2
Application number: DE2326395A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz 7321 Zell Hanzlik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1973-05-24
Filing date: 1973-05-24
Publication date: 1982-08-12
Also published as: DE2326395A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung der einem Brenner zugeführten Mengen eines ersten und eines zweiten Ftuidums entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist bekannt (DE-AS 1170102), bei einem Brennerkopf eines ölbrenners die zugeführte Menge der Verbrennungsluft in Abhängigkeit'von der zugeführten ölmenge mit einer die Nichtlinearitäten zwischen den leistungsabhängigen Stellungen der beiden Stellorgane berücksichtigenden Einrichtung zu steuern. Bei dieser Einrichtung ist im ölkreislauf ein Gerät zum Bestimmen der jeweils dem ölbrenner zugeführten ölmenge angeordnet, das mit einem Wahlschalter gekoppelt ist und diesen auf einen von der ölmenge abhängigen Schaltzustand einstellt Mit dieser Einstellung wird in einem Zweig einer Brückenschaltung, der eine Vielzahl von in Serie geschalteten Widerständen enthält ein von der ölmenge abhängiges s Widerstandsverhältnis angefahren, das unter Berücksichtigung der Nichtlinearitäten der beiden Stellorgane voreingestellt ist In dem anderen Zweig der Bracke ist ein Potentiometer angeordnet, dessen Mittelkontakt mit einem Stellmotor mechanisch gekoppelt ist und der

ίο als Brückendiagonale mit dem Schaltarm des Wahlschalters elektrisch verbunden ist wobei die Brückendiagonale einen Widerstand enthält der einem Eingang eines Verstärkers vorgeschaltet ist Der Ausgangskreis dieses Verstärkers ist an den Stellmotor angelegt der

is nicht nur den Mittelkontakt sondern auch eine die dem ölbrenner zugeführte Luftmenge regelnde Drosselklappe betätigt Bei einem Verstellen des Wahlschalters, abhängig von der beispielsweise leistungsabhängig gewählten ölmenge, läuft der Stellmotor so lange, bis das Brückengleichgewicht entsprechend dem voreingestellten Widerstandsverhältnis eingestellt ist Bei dieser Bauart ist eine direkte oder indirekte Mengenmessung des einen Fluidums, nämlich des Öls, erforderlich, so daß die Steuereinrichtung nur sehr schwierig nachträglich in eine bereits vorhandene Verbrennungsanlage einbaubar ist Außerdem ist eine umfangreiche Verdrahtung erforderlich, die ebenfalls zu einem erheblichen

Aufwand und zu einer erhöhten Störanfälligkeit führt Es ist auch bekannt (DE-AS 15 26 265), bei einer

Einrichtung zum Steuern der einem Brenner zugeführten Mengen eines ersten und eines zweiten Fluidums für beide Fluide Durchflußmesser vorzusehen, was ebenfalls zu einem sehr erheblichen Aufwand führt und auch eine nachträgliche Ausrüstung einer bereits vorhande nen Verbrennungsanlage mit einer derartigen Einrich tung sehr erschwert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß sie ohne ein Mengenmeßgerät auskommt und die Steuerung abhängt von dem die gewünschte Leistung einstellenden Stellorgan durchführt Diese Aufgabe wird durch die in dem Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung werden keine Meßgeräte vorgesehen, sondern an die Stelleinrichtungen und Stellorgane angeschlossene Potentiometer, so daß die Einrichtung für praktisch beliebige Stelleinrichtungen und damit auch beliebige Verbrennungsanlagen eingesetzt werden kann. Mit Hilfe der Korrekturschal tung ist sie darüber hinaus sehr einfach an die jeweiligen Stelleinrichtungen und Stellorgane anzupassen. Da keine Mengenmessung notwendig ist läßt sich eine derartige Einrichtung auch noch nachträglich ohne Schwierigkeiten an eine vorhandene Verbrennungsan lage anbauen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Patentanspruch 2 angegeben. Durch diese Ausbildung wird es möglich, die Verbrennungsbedingungen weiter zu optimieren, da nicht nur Proportionalitäts- Korrekturwerte sondern auch andere Korrekturwerte zugeführt werden, die von den Verbrennungsbedingungen direkt abhängig sind. Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung, daß sie das Zuführen dieser zusätzlichen Korrekturwerte ohne

Schwierigkeiten ermöglicht

Nachfolgend wird anhand der Zeichnung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Die Zeichnung zeigt schematisch eine Einrichtung

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zum Steuern der einem Brenner zugeführten Mengen von Luft und Brennstoff in Abhängigkeit von einer gemessenen Leistung.

Ein Fühler 1 mißt gemäß Zeichnung in einem vom Wärmeerzeuger erhitzten Medium 2 laufend die Temperatur und gibt den Temperatur-Istwert über Leitung 3 an einen Regler 4, dem über einem Eingang 5 Temperatur-Sollwerte eingegeben sind. Durch einen Vergleich, z. B. Subtraktion oder Addition, des Temperatur-Sollwertes mit dem Temperatur-Istwert ergibt sich, wenn diese beiden Werte voneinander abweichen, eine Reglerausgangsgröße, die über Leitung 6 einen ersten Stellmotor 7 beaufschlagt Der erste Stellmotor 7 verstellt entsprechend seiner Eingangs-Beaufschlagung einerseits ein erstes Stellorgan 8, das in einer is Rohrleitung 9 für Luft angeordnet ist und andererseits ein Drehpotentiometer 10, dessen Abgriffsspannung z. B. zunächst einem nicht dargestellten Verstärker zugeführt werden kann. Das erste Steilorgan 8 und das Drehpotentiometer 10 sind mit einer Abtnebswelle U des ersten Stellmotors 7 fest verkuppelt. Das Potentiometer 10 wird mit einweggleichgerichteter Sinusspannung gespeist

Der Potentiometerabgriff wird nicht nur über Leitung 12 einem Additionsglied 13 sondern auch über Leitung 14 einem Trigger 15 zugeführt Ein durch den Trigger 15 getriggertes Ausgangssignal des ersten Potentiometers 10 schaltet einen Taktgenerator 16 ein, dessen Impulse über Leitung 17 mit einem Binärzähler 18 aufaddiert werden. Da der Trigger eine exakt definierte Ein- bzw. Ausschaltschwelle besitzt und die zu triggernde Sinuseingangsspannung je nach Einstellung des Potentiometers 10 verschiedene Amplituden besitzt, hat das getriggerte Ausgangssignal des Triggers entsprechend verschiedene Impulsbreiten. Da während dieser verschiedenen Impulsbreiten der Taktgenerator freigegeben ist, verändert sich die Zahl der pro Trigger-Ausgangssignal abgegebenen Impulse des Taktgenerators entsprechend der Breite des Triggers-Ausgangsimpulses. Diese Impulse des Taktgenerators 16 werden über Leitungen 17 einem Binärzähler 18 zugeführt, der sie aufaddiert

Das Zählerergebnis des Zählers 18 wird in einen Speicher 19 geschoben und mittels einer Anzeigeeinrichtung 20, welche Leuchtdioden aufweist, im Binärcode sichtbar gemacht Es sind vier Leuchtdioden vorgesehen, mit denen sich numerische Zahlen zwischen 0 und 15 darstellen lassen. Jede Leuchtdiode is· mit einer bestimmten Wertigkeit gekennzeichnet, nämlich 8,4, 2, 1. Es ist von den aufleuchtenden Dioden jedesmal die Quersumme zu berechnen, um die entsprechende numerische Zahl zu erhalten. Außerdem wird vom Speicher 19 aus über Leitung 21 ein Konverter 22 angesteuert, der entsprechend der im Speicher eingeschriebenen Zahl eines von 16 verstellbaren Korrektur-Potentiometern durchschaltet, die in einer Korrekturpotentiometer-Einheit 23 zusammengefaßt sind. Diese Einheit wird von einer Hilfsspannungsquelle 24 über Leitung 25 gespeist Die Abgriffsspannung des durchgeschalteten Potentiometers wird über Leitung 26 dem Additionsglied 13 zugeführt

Dem Additionsglied 13 kann über Leitung 27 auch eine Spannung zugeführt werden, die das Meßergebnis eines Gasanalyse-Gerätes 28 wiedergibt Das Additionsglied 13 beaufschlagt entsprechend den ihm über Leitung 23, 26 und 27 zugeführten Größen bzw. Spannungen über Leitung 29 ein Vergleichsglied 30, das als Subtraktionsglied ausgebildet ist. Das Vergleichsglied 30, dem über Leitung 31 noch eine weitere Spannung zugeführt wird, gibt, wenn zwischen den beiden zugeführten Spannungen eine Differenz vorhanden ist, eine Differenzspannung über Leitung 32 an einen verstärkenden PI-Regler 33, wodurch über Leitung 34 ein dem mathematischen Vorzeichen der Differenz entsprechendes Relais 35 erregt wird. Hierdurch wird über Leitung 36 einem zweiten Stellmotor 37 Steuerspannung zugeführt Dieser betätigt über eine Abtriebswelle 38 ein zweites Stellorgan 39 in einer Rohrleitung 40 für Brennstoff und ein Potentiometer 4!: Die Abgriffsspannung dieses Potentiometers 41 ist die über Leitung 31 dem Vergleichsglied 30 zugeführte Spannung.

Zum Einjustieren der Einrichtung wird das erste Stellorgan 8 beispielsweise von Hand so lange aufgefahren, bis die Anzeigeeinrichtung 20 eine Stufe I anzeigt. Danach wird das erste Korrekturpotentiometer der Korrekturpotentiometer-Einheit 23 so lange verstellt bis beispielsweise durch eine Analysemessung des Rauchgases eine optimale Verbrennung der beiden Fluide erhalten wird. Sodann wird das erste Stellorgan 8 weiter aufgefahren, bis die Anzeigeeinrichtung 20 die Stufe II anzeigt, wonach das zweite Korrekturpotentiometer der Korrekturpotentiometer-Einheit 23 auf eine optimale Verbrennung eingestellt wird. Entsprechend werden alle Stufen der 16 Korrekturpotentiometer der Korrekturpotentiometer-Einheit 23 eingestellt Danach ist das erste Stellorgan 8 voll aufgefahren. Die Steuerung kann im nachfolgenden automatisch arbeiten, wobei eine Verstellung des ersten Stellorgans 8 in Abhängigkeit von Messungen des Fühlers 1 erfolgt

Es wird zweckmäßig ein Trigger 15 vorgesehen, bei welchem sich die Triggerimpulsbreite mit Erhöhung der zu triggernden Spannung nach einer Exponentialfunktion mit einem Exponenten größer als 1 erhöht Mit einem derartigen Trigger 15 wird erreicht, daß die Korrekturpunkte der einzelnen Stufen in progressiv steigendem Abstand voneinander in Richtung größerer Stellwinkel des ersten Stellorgans 8 liegen. Dies ist für die Steuercharakteristik von Bedeutung, da, bedingt durch die Durchflußkennlinien der Stellorgane 8 und 39, im Anfangsbereich des Durchsatzes, d.h. im Bereich geringer Leistung, mehr Korrekturwerte als im Endbereich eingeführt werden müssen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung der einem Brenner zugeführten Mengen eines ersten und eines zweiten Fluidums mit einem in Abhängigkeit von der gewünschten Leistung des Brenners einstellbaren ersten Stellorgan zum Steuern der Menge des ersten Fluidums, mit einem zweiten Stellorgan zum Steuern der Menge des zweiten Fluidums, dessen Stellung in Abhängigkeit von der Stellung des ersten Stellorgans veränderbar ist, mit einem ersten Potentiometer, dessen Mittelabgriff mit dem zweiten Stellorgan mechanisch verbunden ist und dessen abgegriffene Spannung der Stellung des zweiten Stellorgans proportional ist, mit einer Vergleichsschaltung, an deren ersten Eingang ein die Nichtlinearitäten zwischen den Stellungen des ersten und zweiten Stellorgass bei unterschiedlichen Leistungen des Brenners berücksichtigendes Signal anliegt, das einem Soll-Wert für die Stellung des zweiten Stellorgans entspricht und mit Hilfe von entsprechend der jeweiligen Leistung angeschalteten Korrekturpotentiometern gebildet ist, deren zweiter Eingang mit dem Mittelabgriff des ersten Potentiometers verbunden ist, wobei das anliegende Signal dem Ist-Wert der Stellung des zweiten Stellorgans entspricht, und dessen Ausgang entsprechend dem Soll-Ist-Vergleich das zweite Stellorgan steuert, gekennzeichnet durch ein zweites Potentiometer (10), dessen Mittelabgriff mit dem ersten Stellorgan (7) mechanisch verbunden ist und dessen abgegriffene Spannung der Stellung des ersten Stellorgans (7) proportional ist, eine Korrekturschaltung (13 bis 23), deren Eingang (14) mit dem Mittelabgriff des zweiten Potentiometers (10) verbunden ist und deren Ausgangssignal in Abhängigkeit von den Werten der Korrekturpotentiometer,. (23) gebildet ist, die entsprechend der von der jeweiligen Leistung abhängigen Stellung des ersten Stellorgans (7) angeschaltet sind, und ein Additionsglied (13), dessen erster Eingang mit dem Mittelabgriff des zweiten Potentiometers (10), dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang (26) der Korrekturschaltung und dessen Ausgang (29) mit dem ersten Eingang der Vergleichsschaltung (30, 33, 35) verbunden ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Additionsglied (13) einen dritten Eingang (27) für den Anschluß eines Gasanalysegerätes (28) aufweist