NL1012030C2

NL1012030C2 - Boiler system fueled by gas of oil uses frequency converter to supply air control fan provides clean, efficient combustion for central heating installation

Info

Publication number: NL1012030C2
Application number: NL1012030A
Authority: NL
Inventors: Ulrich Dreizler
Original assignee: Ulrich Dreizler
Priority date: 1998-05-11
Filing date: 1999-05-11
Publication date: 2000-01-04
Also published as: NL1012030A1; NL1012792A1

Abstract

A fuel and air mixture is fed to the burner (2). An air valve (8) is operated by a servo motor (9). An electronic control unit (14) has pressure and temperature inputs from sensors (18) in the combustion chamber (1), and controls the air to fuel mixture ratio (11), the servo motor (9) and the fan motor (7). The fan motor is supplied via a frequency converter (19). The actions of the air valve servo motor (9) and fan motor (7) are controlled to minimize use of fuel.

Description

BRANDER VOOR DE VERBRANDING VAN VLOEIBARE ΕΝ/OF GASVORMIGE BRANDSTOFFEN IN VERBRANDINGSINSTALLATIESBURNER FOR COMBUSTION OF LIQUID AND / OR GASEOUS FUELS IN COMBUSTION PLANTS

De uitvinding gaat uit van een brander respectievelijk een werkwijze voor de verbranding van vloeibare en/of gasvormige brandstoffen in verbrandingsinstallaties volgens de soort van de hoofdconclusie respectievelijk 5 conclusie 14.The invention is based on a burner or a method for the combustion of liquid and / or gaseous fuels in combustion plants according to the type of the main claim and claim 14, respectively.

Bij een bekende olie-, gas of twee-stoffen-brander van de soortgelijke aard (DE-PS-39.00.151) wordt het toerental van de draaistroommotor die de ventilator aandrijft door een statische frequentie-omvormer geregeld, 10 waarbij het desbetreffende toerental door bedrijfsken-grootheden zoals warmtebehoefte respectievelijk energiebehoefte van de verwarmingsinstallatie bepaald worden, en wel traploos tussen laagste en hoogte belasting. De lucht-voorziening en brandstofvoorziening wordt door regelklep-15 pen gestuurd, die door servomotoren bekrachtigd worden. Om veiligheidstechnische redenen wordt de stand van deze servomotoren met het daadwerkelijke toerental van de ventilator door tachogeneratoren aan de electronische regelaar teruggemeld en daar redundant met een daar opge-20 slagen instelcurve vergeleken. Hierdoor is een aanzienlijke inzet van veiligheidstechnische installaties noodzakelijk, namelijk servo-aandrijvingen, hierop aanwezige potentiometers van geleidend plastic, toerentalmelders op de motor, electronisch veiligheidsgeteste gecombineerde 25 regelingen van brandstof en verbrandingslucht en hun indeling in deelcomponenten, ventilatortoerental, positie luchtklep, positie gasklep, enzovoort.In a known oil, gas or two-substance burner of a similar nature (DE-PS-39.00.151), the speed of the three-phase motor driving the fan is controlled by a static frequency converter, the relevant speed being controlled by operating variables such as heat requirement or energy requirement of the heating installation are determined, steplessly between lowest and highest load. The air supply and fuel supply are controlled by control valves 15, which are actuated by servo motors. For safety reasons, the position of these servomotors with the actual speed of the fan is reported back to the electronic controller by tachogenerators and compared redundantly with a setting curve stored there. This necessitates a considerable use of safety-technical installations, namely servo drives, potentiometers of conductive plastic present on them, speed detectors on the engine, electronically safety-tested combined controls of fuel and combustion air and their division into sub-components, fan speed, position air valve, position throttle, and so on.

Bij een andere bekende brander voor verbrandingsinstallaties wordt het toerental van de ventilator 30 door pulsbreedtemodulatie van de met wisselstroom aangedreven motor geregeld, en wel in afhankelijkheid van vooraf ingestelde bedrijfskengrootheden zoals bijvoorbeeld 1012030 2 de warmtebehoefte. De daarbij opgewekte druk van de verbrandingslucht wordt door een fijn af geregelde brandstof-luchtverhoudingsregelaar, die in de brandstoftoevoerlei-ding geplaatst is, voor de brandstofmeting gebruikt, zodat 5 hier een in zich gesloten regelkring ontstaat, waarbij de brandstofluchtverhoudingsregeling een luchtdruk- en lucht-stroom-afhankelijke brandstofvrij gave aanstuurt. Bij het gebruik van gas als brandstof werken gas- en luchtdruk door een pneumatische koppeling op de servo-aandrijving 10 van de gasklep waarbij zulke gasregelelementen als compacte armaturen of gaskleppen met hydrostatische of pneumatische aandrijving gangbaar zijn. Indirect komt zo de toegevoerde brandstofhoeveelheid met het toerental overeen en met de daardoor opgewekte luchtdruk van de ventilator 15 en daarmee met de warmtebehoefte. Doordat de luchthoe veelheid als leidende grootheid dient en niet de brandstofhoeveelheid en dit telkens in afhankelijkheid van ingestelde bedrijfskengrootheden, zijn belangrijke veiligheidsvoorschriften vervuld en werkt de installatie veilig. 20 Nadelig is echter, dat de soort van luchthoeveelheid- afhankelijke regeling op basis van het toerental een minimum luchtdruk vereist, die vaak slechts kleine regel-verhoudingen toelaat. In elk geval is desalniettemin zo een brandstof-/lucht-verhoudingsregeling stroombesparend.In another known burner for combustion installations, the speed of the fan 30 is controlled by pulse width modulation of the alternating current driven motor, in dependence on preset operating parameters such as, for example, 1012030 2, the heat requirement. The pressure of the combustion air generated thereby is used for the fuel measurement by a finely adjusted fuel-air ratio regulator, which is placed in the fuel supply line, so that an enclosed control circuit is created here, whereby the fuel-air ratio control has an air pressure and air controls the flow-dependent fuel-free gift. When gas is used as fuel, gas and air pressure act through a pneumatic coupling on the servo drive 10 of the gas valve, such gas control elements as compact fittings or gas valves with hydrostatic or pneumatic drive being common. Indirectly, the amount of fuel supplied thus corresponds to the speed and to the air pressure of the fan 15 generated thereby and thus to the heat requirement. Because the air quantity serves as the leading quantity and not the fuel quantity, and this in each case depending on the set operating parameters, important safety regulations are fulfilled and the installation works safely. However, it is disadvantageous that the type of air volume-dependent control based on the speed requires a minimum air pressure, which often permits only small control ratios. In any case, such a fuel / air ratio control is nevertheless energy-saving.

2525

De uitvinding en haar voordelenThe invention and its advantages

De brander volgens de uitvinding respectievelijk de werkwijze volgens de uitvinding met de kenmerken van de 30 hoofdconclusie respectievelijk conclusie 14 heeft daaren-ί tegen het voordeel, dat niet alleen veel stroom bespaard wordt, maar dat er ook in een zeer breed werkgebied een . zeer goede brandstof -/luchtdosering gegarandeerd is, die in de eerste plaats aan gegeven hoge veiligheidseisen van 35 zulke installaties voldoet. Het aanvullende gebruik van i een luchtklep bij de brander bewerkstelligt dat voor een veilige brandstof-/luchtverhoudingsregeling, die volledig 1012030 3 onafhankelijk van de toerentalregeling van de ventilator plaatsvindt, een voldoende luchtdruk met overeenkomstige verdichting ter beschikking staat. Natuurlijk moeten de servomotor van de luchtklep en de toerentalregeling van de 5 ventilatormotor op elkaar afgestemd zijn, dus gesynchroniseerd zijn, wat met electrisch-electronische middelen gebeurt. Dit geeft wederom het voordeel, dat een databank gebruikt kan worden voor vooraf te kiezen toerentallen. Door een interface van de toerentalregeling kunnen bij-10 voorbeeld via een laptop en/of ingestelde software, bijvoorbeeld de specifieke grenstoerentallen ingegeven worden, in ieder geval ook ter programmering van de toerentalregeling. Bij de koppeling van de regeling van de luchtsmoorklep met het ventilatortoerental is een extra 15 vergrendeling niet nodig, omdat de "regeltijd" voor opre-geling of terugregeling van het toerental aan de servomo-torlooptijd van de luchtklep instelbaar kan worden aangepast. In elk geval is de toename van de vrije luchtklep-doorsnede evenredig met de toename van het toerental en 20 omgekeerd. Dit heeft weer het voordeel, dat de brandstof-luchtverhoudingsgestuurde brandstofhoeveelheid na eenmalige instelling steeds reproduceerbaar werkt, dat wil zeggen een zuivere, met betrekking tot rendement geoptimaliseerde en hygiënische verbranding bij nakomen van alle veilig-25 heidstechnische eisen en met inachtname van de relevante normen. Voordeligerwijs is bij gebruik van de uitvinding voor gasbranders ook aan de eis tot voldoende luchtpressie voldaan, om de vlammenoscillaties en branderkamerdruk-schommelingen te absorberen zodat een alzijdig stabiel 30 branderbedrijf gegarandeerd is. De tegen de lucht van de ventilator werkende luchtsmoorklep maakt een voldoende pressie respectievelijk een voldoende overdruk mogelijk. Om de gewenste verbrandingsstabiliteit te waarborgen is echter een hoog toerentalreserve van de ventilatormotor 35 beschikbaar.The burner according to the invention or the method according to the invention with the features of the main claim or claim 14, however, has the advantage that not only is much power saved, but that one is also used in a very wide working range. very good fuel / air dosing is guaranteed, which primarily meets the high safety requirements of 35 such installations. The additional use of an air valve at the burner ensures that a sufficient air pressure with corresponding compaction is available for safe fuel / air ratio control, which takes place completely 1012030 3 independent of the fan speed control. Of course, the servomotor of the air valve and the speed control of the 5 fan motor must be coordinated, ie synchronized, which is done by electric-electronic means. This again gives the advantage that a database can be used for preselected speeds. For example, the speed control interface can be used to enter the specific limit speeds via a laptop and / or set software, for example, in any case also to program the speed control. When the regulation of the air throttle valve is linked to the fan speed, an additional lock is not necessary, because the "control time" for adjustment or speed adjustment of the speed can be adjusted to the servomotor running time of the air valve. In any case, the increase in free air valve cross section is proportional to the increase in speed and vice versa. This in turn has the advantage that the fuel-air ratio-controlled fuel quantity always works reproducibly after a single adjustment, ie a clean, efficiency-optimized and hygienic combustion when all safety-technical requirements are met and with due observance of the relevant standards. Advantageously, when using the invention for gas burners, the requirement of sufficient air pressure is also satisfied, in order to absorb the flames of oscillations and combustion chamber pressure fluctuations, so that an all-round stable burner operation is guaranteed. The air throttle acting against the air of the fan allows sufficient pressure or sufficient overpressure. However, to ensure the desired combustion stability, a high speed reserve of the fan motor 35 is available.

Volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding is de ventilatormotor als draaistroommotor 1012030 4 uitgevoerd met een geïntegreerde frequentie-omvormer voor toerentalregeling. Zulke draaistroommotoren met frequentie -omvormers zijn veelvuldig bekend, waarbij deze vaak al met een interface en een databestand uitgerust zijn, 5 waarbij de interface naar de databank digitaal werken kan.According to a favorable embodiment of the invention, the fan motor as a three-phase motor 1012030 4 is designed with an integrated frequency converter for speed control. Such AC motors with frequency converters are widely known, often already equipped with an interface and a data file, whereby the interface to the database can work digitally.

Volgens een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding zijn als vooraf te kiezen toerentallen het maximum toerental (N^) , minimum toerental (Nmin) , toerental voor branderontsteking en/of een toerentaleis voor "pur-10 gen" (N^) of iets soortgelijks in te voeren. Zoals hierboven genoemd, kan zo een invoering met eenvoudige middelen zoals bijvoorbeeld een laptop electronisch geschieden.According to a further favorable embodiment of the invention, preselectable speeds are the maximum speed (N ^), minimum speed (Nmin), burner ignition speed and / or a speed pur-10 gen (N ^) or the like to enter. As mentioned above, such an introduction can be effected electronically by simple means such as, for example, a laptop.

Volgens verdere gunstige uitvoeringsvormen van de uitvinding geeft de servomotor over een electrische 15 omvormer een met zijn stand overeenkomstig signaal in de vorm van stroomsterkte of spanning aan de bijvoorbeeld met een frequentie-omvormer werkende toerentalregel door. Als j omvormer kan een op de servomotor aangebrachte potentiome ter dienen, die een 220 V-signaal zodanig moduleert en in 2 0 afhankelijkheid van de positie van de luchtklep over een nj signaalomvormer zo omzet, dat het een signaal van stroom- J sterkte of van spanning aan de toerentalregelaar, bijvoor beeld de frequentie-omvormer doorgeeft. Hierdoor wordt bereikt, dat het ventilatortoerental overeenkomt met de 25 positie van de luchtklep, wat afhankelijk van de regeling : in afzonderlijke regelstappen of continu gebeuren kan.According to further favorable embodiments of the invention, the servomotor transmits a signal corresponding to its position in the form of current or voltage to an speed control, for example, operating with a frequency converter, via an electric converter. A potentiometer mounted on the servomotor can be used as a converter, which modulates a 220 V signal in such a way and converts it into a dependency of the position of the air valve on a nj signal converter that it produces a signal of current or voltage to the speed controller, for example the frequency converter. This ensures that the fan speed corresponds to the position of the air valve, which, depending on the control, can be done in separate control steps or continuously.

Volgens een afzonderlijk geldig gemaakte gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding is in het stromings-bereik tussen ventilator en luchtklep in het bijzonder uit 30 veiligheidstechnische redenen minstens één luchtdrukmeets-onde geplaatst voor registratie van tenminste de hoogste maximum druk en/of de laagste druk van de verbrandingslucht. In het bijzonder bij "purgen" van de brander volgens de veiligheidsnorm EN 676, is het voordelig het 35 ingestelde toerental die bij zo een "purging" gekozen wordt, door zo een extra luchtmeetsonde vast te leggen. Zo wordt eerst na regelaarvrijgave en zekere ontsteking, T012030 5 natuurlijk bij het ontstekingstoerental, daadwerkelijk begonnen met stroombesparend bedrijfsvoeren.According to a separately validated advantageous embodiment of the invention, in the flow range between the fan and the air valve, at least one air pressure gauge is placed for recording at least the highest maximum pressure and / or the lowest pressure of the combustion air, in particular for safety reasons. . Particularly when the burner is "purged" according to the safety standard EN 676, it is advantageous to select the set speed which is selected in such a "purging" by thus determining an additional air measuring probe. Thus, only after controller release and safe ignition, T012030 5 of course at the ignition speed, actually start with energy-saving operating modes.

Bij een verdere eveneens afzonderlijk geldend gemaakte gunstige uitvoeringsvorm van de uitvinding dient 5 voor de meting van de druk respectievelijk de hoeveelheid verbrandingslucht een drukafnamebuis, waarbij de meetope-ning van de drukafnamebuis voor de druk van de verbrandingslucht direct stroomopwaarts van een wervelschijf respectievelijk een menginrichting voor brandstof en 10 verbrandingslucht geplaatst is, en waarbij deze afnamebuis in zijn eindzone in stromingsrichting verloopt, aan het einde gesloten is en in het eindbereik minstens een loodrecht op de stromingsrichting verlopende meetboring heeft.In a further advantageous embodiment of the invention, which has also been validated separately, a pressure collection tube serves for measuring the pressure or the quantity of combustion air, the measuring opening of the pressure collection tube for the pressure of the combustion air being directly upstream of a swirl disc or a mixing device for fuel and combustion air is installed, and this collection tube extends in the flow direction in its end zone, is closed at the end and has at least one measuring bore perpendicular to the flow direction in the end region.

Volgens een hierop betrekking hebbende gunstige 15 uitvoeringsvorm van de uitvinding is de meetboring tussen 5-15 mm stroomopwaarts van het in het midden gelegen doorsnedevlak van een voor menging van brandstof en lucht dienende stuw- en wervelschijf nabij het begingebied van de vlam geplaatst. Hierdoor is een bijzondere nauwkeurige 20 meting van de luchtdruk mogelijk, die voor verkrijging van een stoechiometrisch mengsel tussen brandstof en lucht aan de brandstofluchtverhoudingsregelaar kan worden toegevoerd.According to a favorable embodiment of the invention relating to this, the measuring bore is placed between 5-15 mm upstream of the central cross-sectional plane of a propellant and swirl disc serving for mixing fuel and air, close to the starting area of the flame. This makes possible a particularly accurate measurement of the air pressure which can be supplied to the fuel air ratio regulator to obtain a stoichiometric mixture between fuel and air.

Volgens een verder afzonderlijk geldend gemaakte 25 uitvoeringsvorm van de uitvinding is de transportbuis van een transportmiddel (pomp) van de warmtedrager (water) van de verbrandingsinrichting overeenkomstig branderspecifieke prestaties zoals ventilatortoerental, servomotorpositie van de luchtklep, toegevoerde brandstofhoeveelheid en 30 soortgelijke veranderbaar, waarbij als transportmiddel een electrisch aangedreven pomp dient, waarvan de toerental-regelbare motor door een de brander-specifieke prestatie registrerende signaalomvormer of iets soortgelijks aan-stuurbaar is en waarbij de pompmotor als draaistroommotor 35 uitgevoerd is met de geïntegreerde frequentie-omvormer voor de toerentalregeling. Hierdoor wordt de stroomopname van de pomp tot het voor de warmte-afvoer noodzakelijke 1012030 6 gereduceerd, wat in aanzienlijke mate stroomenergie-besparend werkt.According to a further separately validated embodiment of the invention, the transport tube of a transport means (pump) of the heat carrier (water) of the combustion device according to burner-specific performances such as fan speed, servomotor position of the air valve, fuel quantity supplied and the like can be changed, whereby as transport means serves an electrically driven pump, the speed-controllable motor of which is controllable by a signal converter or something similar recording the burner-specific performance and wherein the pump motor is designed as a three-phase motor with the integrated frequency converter for speed control. As a result, the power consumption of the pump is reduced to the 1012030 6 necessary for heat dissipation, which saves electricity energy to a considerable extent.

Naast de brander wordt er een werkwijze voor het verkrijgen van een vooraf ingestelde bedrijfsgrootheid, 5 zoals warmtebehoefte, bijbehorend brandstof-lucht-mengsel bij toerental-geregelde branders voor verbrandingsinstallaties geclaimd, in het bijzonder bij gebruik van een in de conclusies 1 tot 13 genoemde brander, waarbij volgens de uitvinding druk en hoeveelheid van de verbrandingslucht 10 geregeld en regeltechnisch beveiligd zijn en waarbij de brandstoftoevoer onafhankelijk daarvan door een voor het mengen door de brandstof en de verbrandingslucht veroorzaakte verhoudingsregeling bepaald wordt. Bijzonder gunstig bij deze werkwijze is de eenvoudige, veilige en 15 energie-besparende functie, waarbij door regeling van druk en hoeveelheid van de verbrandingslucht een kengrootheid met betrekking tot bedrijfskengrootheden zoals bijvoor-i beeld de warmtebehoefte verschaft wordt en dat dan, volle dig onafhankelijk van deze regeling, maar afhankelijk van 20 de zich daardoor voordoende druk van de verbrandingslucht, en onder regeltechnisch gebruik van de brandstofdruk een brandstofluchtmengsel in de gewenste vorm, bijvoorbeeld l stoechiometrisch geregeld wordt.In addition to the burner, a method for obtaining a preset operating variable, such as heat requirement, associated fuel-air mixture, for speed-controlled burners for combustion plants, is claimed, in particular when using a burner as claimed in claims 1 to 13 in which, according to the invention, the pressure and quantity of the combustion air 10 are controlled and technically protected and the fuel supply is determined independently of this by a ratio control caused by the mixing of the fuel and the combustion air. Particularly advantageous in this method is the simple, safe and energy-saving function, whereby by controlling the pressure and quantity of the combustion air a key quantity with respect to operating parameters such as, for example, the heat requirement is provided, and that then completely independent of This control, but depending on the pressure of the combustion air thereby occurring, and under control use of the fuel pressure, a fuel air mixture in the desired form, for instance 1, is stoichiometrically controlled.

Verdere voordelen en gunstige uitvoeringsvormen 25 van de uitvinding worden beschreven in de navolgende Ί ! beschrijving, de tekening en de conclusies.Further advantages and favorable embodiments of the invention are described in the following Ί! description, drawing and conclusions.

f Tekening 1 2 3 4 5 6 1012030f Drawing 1 2 3 4 5 6 1012030

Een uitvoeringsvoorbeeld van het onderwerp van 2 de uitvinding is met twee varianten in de tekening afge- 3 beeld en wordt in het volgende nader beschreven. Hierin 4 toont: 5 figuur 1 sterk vereenvoudig een gasbrander met 6 stuur- en regelapparaten, figuur 2 een functiediagram, figuur 3 en 4 een deel uit figuur 1 op tweemaal 7 vergrote schaal, figuur 5 een functiediagram, figuur 6 een variant van het in figuur 1 voorgestelde uitvoeringsvoorbeeld en 5 figuur 7 een verdere variant van het uitvoe ringsvoorbeeld .An exemplary embodiment of the subject of the invention is illustrated with two variants in the drawing and is described in more detail below. Herein 4 shows: 5 figure 1 greatly simplifies a gas burner with 6 control and regulation devices, figure 2 a functional diagram, figures 3 and 4 a part from figure 1 on an enlarged scale of 7, figure 5 a functional diagram, figure 6 a variant of the Fig. 1 shows an exemplary embodiment and Fig. 7 shows a further variant of the exemplary embodiment.

Beschrijving van het uitvoeringsvoorbeeld 10 Met een verwarmingsketel 1 is een gasbrander 2 verbonden met een voor de luchtdoorvoer dienende behuizing 3, een branderkop 4 in het gasluchtmengselbereik, met een stuw- en wervelschijf 5, met een ventilator 6, welke door een motor 7 aangedreven wordt, dan met een luchtklep 8 in 15 de luchtdoorvoerpijp 3, die door een servomotor 9 bekrachtigd wordt en met een gas-/lucht-verhoudingsregelaar 11 voor de gastoevoer, waarbij de toevoer van gas in de luchtdoorvoerbehuizing 3 in het bereik stroomafwaarts van de wervelschijf 5 in de branderkop 4 plaatsvindt. Met 12 2 0 is de vlam aangeduid, waarvan het begin bij de branderkop 4 is en die door een vlamtrechter 13 gevormd wordt.Description of the exemplary embodiment 10 With a boiler 1, a gas burner 2 is connected to a housing 3 serving for the air passage, a burner head 4 in the gas-air mixture range, with a thrust and swirl disc 5, with a fan 6, which is driven by a motor 7 , then with an air valve 8 in the air passage pipe 3, which is actuated by a servo motor 9, and with a gas / air ratio regulator 11 for the gas supply, the supply of gas in the air passage housing 3 in the region downstream of the swirl disc 5 in the burner head 4. 12 2 0 denotes the flame, the beginning of which is at the burner head 4 and which is formed by a flame funnel 13.

De brander wordt door een electrisch-electro-nisch regelinrichting 14 aangestuurd, die bestaat uit een regeldeel 15, een verbrandingsautomaat 16 en een vermo-25 gensregelaar 17. De vermogensregelaar 17 verkrijgt via meetsonde 18, bijvoorbeeld ketelthermostaat of voeler in de aanvoer, de werkelijke- en nominale waarde van de keteltemperatuur en verwerkt hen tot verstelsignalen voor de ventilatormotor 7 en servomotor 9 van de luchtklep 8. 30 De als draaistroommotor uitgevoerde ventilatormotor 7 bezit een frequentie-omvormer 19 waaruit een met de warmtebehoefte overeenkomende toerentalinstelling volgt. Datzelfde signaal werkt als verstelsignaal op de servomotor 9, zodat de luchtklep 8 in haar, de lucht smorende, 35 positie overeenkomt met het toerental van de ventilator 6. De verandering van het toerental van de ventilator 6 en de positie van luchtklep 8 gebeurt daarmee evenredig en T012080 8 daarmee synchroon. De aansturing van de frequentie-omvormer 19 voor de toerentalbepaling van de draaistroommotor 7 als ook van de servomotor 9 gebeurt parallel en moet omkeerbaar zijn. De regeling zelf kan via een driepuntsre-5 geling of ook een stroomsterkte- of spanningsveranderend signaal plaatsvinden.The burner is controlled by an electric-electronic control device 14, which consists of a control part 15, an automatic combustion device 16 and a power controller 17. The power controller 17 obtains via actual probe 18, for example boiler thermostat or sensor in the supply, the actual - and the nominal value of the boiler temperature and processes them into adjustment signals for the fan motor 7 and the servomotor 9 of the air valve 8. The fan motor 7, which is designed as a three-phase motor, has a frequency converter 19 from which a speed setting corresponding to the heat requirement follows. The same signal acts as an adjustment signal on the servomotor 9, so that the air valve 8 in its air-throttling position corresponds to the speed of the fan 6. The change of the speed of the fan 6 and the position of air valve 8 is thus proportional and T012080 8 synchronously therewith. The frequency converter 19 for determining the speed of the three-phase motor 7 as well as the servomotor 9 is controlled in parallel and must be reversible. The regulation itself can take place via a three-point control or also a current or voltage-changing signal.

Zoals uit figuur 2 op te maken, is een vergrendeling tussen de verstelsignalen voor de frequentie-omvormer 19 en de servomotor 9 niet nodig, omdat de regeltijd 10 voor opregeling en terugregeling van de frequentie-omvor-mer 19 aan de looptijd van de servomotor 9 aan te passen is. In figuur 2 is tegen de openingshoek a van de lucht- klep 8 overeenkomend met een bepaalde stand van de servo motor 9 (abcis) in het onderste deel van het diagram het 15 toerental N van de ventilatormotor 7 en boven in het diagram de openingsgraad van de luchtklep in % (ordinaat) weergegeven. De lijn A in het onderste diagram is lineair en stijgend en komt overeen met de met toenemend toerental toenemende druk van de verbrandingslucht stroomafwaarts 20 van de luchtklep 8. De regeltijd met ANmax en ANmin, al naar gelang het om een opregelende of terugregelende verstelling gaat, wordt door de looptijd van de servomotor 9 bepaald en door de frequentie-omvormer 19 opgenomen. De servomotor 9 en de frequentie-omvormer 19 lopen evenredig 25 binnen een smal werkgebied. De frequentie-omvormer 19 bezit bovendien een database en een digitale interface voor de ingave en verandering van toerentalgegevens. Zo is enerzijds het maximale toerental Nmax behorend bij de maximale luchtbehoefte invoerbaar, als wel het minimale 3 0 toerental Nmin en een vooraf te kiezen toerental zoals het toerental bij ontsteking Nontsteking. In het bovenste gedeelte van het diagram uit figuur 2 is te zien, bij welke openingshoek a van de luchtklep 8, welke procentuele openingsgraad bereikt is, waarbij de daaruit voortkomende 35 lijn B overeenkomend met de gekromde, sikkelvormige door-snedevorm van zulke geregelde kleppen ongeveer kwadratisch verloopt. Door deze indeling ontstaat wederom voor de :l i 1012030 9 luchtdruk stroomafwaarts van de luchtklep een lineaire functie. Zo blijkt dat, hoewel bij het ontstekingstoeren-tal Noncste)cing de openingshoek a van de luchtklep 8 nog in het eerste kwart van zijn totale verstelbaarheid ligt, de 5 openingsdoorsnede voor de verbrandingslucht al veel meer dan 50% van de maximaaldoorsnede bedraagt.As can be seen from figure 2, a locking between the adjustment signals for the frequency converter 19 and the servomotor 9 is not necessary, because the control time 10 for up-regulation and back-adjustment of the frequency converter 19 to the running time of the servomotor 9 is customizable. In figure 2, against the opening angle a of the air valve 8 corresponding to a specific position of the servo motor 9 (abcis) in the lower part of the diagram, the speed N of the fan motor 7 and at the top of the diagram the opening degree of the air valve shown in% (ordinate). The line A in the bottom diagram is linear and rising and corresponds to the increasing speed of combustion air downstream 20 of the air valve 8. The control time with ANmax and ANmin, depending on whether the adjustment is up-regulating or down-regulating, is determined by the running time of the servomotor 9 and absorbed by the frequency converter 19. The servo motor 9 and the frequency converter 19 run proportionally within a narrow working range. The frequency converter 19 also has a database and a digital interface for entering and changing speed data. On the one hand, the maximum speed Nmax corresponding to the maximum air requirement can be entered, as well as the minimum speed 0 Nmin and a pre-selected speed such as the speed with ignition N ignition. The upper part of the diagram of figure 2 shows at which opening angle a of the air valve 8, which percentage opening degree has been reached, the resulting line B corresponding to the curved, sickle-shaped cross-sectional shape of such regulated valves approximately goes square. This arrangement again provides a linear function for the: l i 1012030 9 air pressure downstream of the air valve. It has been found that although the opening angle a of the air valve 8 is still in the first quarter of its total adjustability with the ignition speed of the Ignition speed, the opening diameter for the combustion air is already much more than 50% of the maximum diameter.

Door de gasverbrandingsautomaat 16 van de regel-inrichting 14 vindt de in- en uitschakeling van de installatie plaats, waardoor enerzijds de ventilatormotor 7 in-10 en uitgeschakeld wordt en anderzijds een hoofdgasklep 20, die stroomopwaarts in de voor gas-/lucht-verhoudingsrege-laar 11 leidende gasleiding 21 geplaatst is.The automatic combustion gas 16 of the control device 14 switches the installation on and off, whereby the fan motor 7 is switched on and off on the one hand, and on the other hand a main gas valve 20, which is upstream in the gas / air ratio control. but leading gas pipe 21 is placed.

Door de verbrandingsautomaat 16 van de regelin-richting 14 wordt in het bijzonder het purgen met lucht 15 voor het starten van een brander volgens veiligheidsnorm EN 676 geregeld, waarbij hiervoor het maximale toerental Nmax vereist is. In de luchttoevoerbehuizing 3, en wel tussen ventilator 6 en luchtklep 8 zijn twee luchtdruk-meetpunten 22 voorzien voor bepaling van de minimale 20 respectievelijk maximale luchtdruk, bijvoorbeeld bij purgen, waarvan de meetgrootheden door verbrandingsautomaat 16 verwerkt worden en vooral voor veiligheidscontrole dienen, waarmee een voldoende voorbeluchting gewaarborgd is.The automatic combustion 16 of the control device 14 controls in particular the purge with air 15 for starting a burner according to safety standard EN 676, whereby the maximum speed Nmax is required for this. In the air supply housing 3, namely between fan 6 and air valve 8, two air pressure measuring points 22 are provided for determining the minimum or maximum air pressure, for example for purging, the measured variables of which are processed by automatic combustion machine 16 and which are used primarily for safety control, with which a sufficient pre-aeration is guaranteed.

25 Onafhankelijk van de sturing respectievelijk regeling van de ventilator 6 met ventilatormotor 7 en de luchtklep 8 met servomotor 9 wordt het gas, welke in de uitgangspositie van de luchtdoorvoerbehuizing 3 met de verbrandingslucht gemengd wordt door de gas-/luchtverhou-30 dingsregelaar 11 bepaald. Van de gasleiding 21 gaat het gas over de hoofdgasklep 20 nadat die geopend is, na gasregelklep 23, en van daar door een leiding 24, die in de branderkop 4 uitmondt. Het doorlaatoppervlak van de gasregelklep 23 wordt enerzijds door de druk van de ver-35 brandingslucht bij de wervelschijf 5 en anderzijds door de druk van het gas in de leiding 24 bepaald. Het doorlaatre-gelorgaan, in de gasregelklep 23 bijvoorbeeld een servok- 1012030 10 lep, wordt door een pneumatisch werkende servo-aandrijving 25 bekrachtigd, die enerzijds over een leiding 26, die van de leiding 24 aftakt, door de gasdruk in beweging gezet en anderzijds door lucht, die over een drukafnamebuis 27 van 5 de luchtdoorvoerbehuizing 3 afgenomen wordt. Door deze pneumatische koppeling van gasdruk en luchtdruk vindt een betrouwbare en zeer eenvoudige gas-/luchtverhoudingsrege-ling plaats.Irrespective of the control or regulation of the fan 6 with fan motor 7 and the air valve 8 with servo motor 9, the gas which is mixed with the combustion air in the starting position of the air passage housing 3 is determined by the gas / air ratio controller 11. From the gas pipe 21, the gas passes over the main gas valve 20 after it has been opened, after the gas control valve 23, and from there through a pipe 24, which opens into the burner head 4. The passage area of the gas control valve 23 is determined on the one hand by the pressure of the combustion air at the swirl disc 5 and on the other hand by the pressure of the gas in the pipe 24. The pass-through regulator, in the gas control valve 23, for example a servo 1012030 10 lep, is actuated by a pneumatically operating servo drive 25, which on the one hand is moved by a gas pressure over a pipe 26 which branches off from the pipe 24 and on the other hand by air, which is taken over the air passage housing 3 over a pressure-taking tube 27 of 5. This pneumatic coupling of gas pressure and air pressure provides a reliable and very simple gas / air ratio control.

In de figuren 3 en 4 is de situatie van de 10 drukafnamebuis 27 in vergrote mate weergegeven, waarbij in figuur 4 het gebied om het einde 28 van de drukafnamebuis 27 als detail en nog eens vergroot weergegeven is. Het de luchtdruk bepalende einde 28 van de drukafnamebuis 27 is direct stroomopwaarts van de wervelschijf 5 in de lucht-15 doorvoerbehuizing 3 geplaatst. In de branderkop 4 wordt dan de verbrandingslucht met het gas vermengd om in de vlam 12 te verbranden. Zoals in figuur 4 weergegeven, is de drukafnamebuis 27 aan het einde gesloten en is er een dwarsboring 29 voor de bepaling van de luchtdruk voorzien.In figures 3 and 4 the situation of the pressure collection tube 27 is shown to an greater extent, in figure 4 the area around the end 28 of the pressure collection tube 27 is shown in detail and again enlarged. The air-determining end 28 of the pressure-taking tube 27 is placed directly upstream of the swirl disc 5 in the air-15 passage housing 3. In the burner head 4, the combustion air is then mixed with the gas to burn in the flame 12. As shown in Figure 4, the pressure take-off tube 27 is closed at the end and a transverse bore 29 for determining the air pressure is provided.

2 0 De afstand D van het in het midden gelegen vlak 31 van de wervelschijf 5 tot de dwarsboring 29 bedraagt ongeveer 10 mm.The distance D from the center plane 31 of the swirl disc 5 to the transverse bore 29 is approximately 10 mm.

In het in figuur 5 weergegeven diagram is tegen de luchtdruk PL (abcis) de gasdruk PG (ordinaat) weergege-'j 2 5 ven. De door gasdruk en luchtdruk opgeleverde karakteris- i tiek C voor de geregelde gashoeveelheid is lineair, dat wil zeggen, dat door de gemeten luchtdruk en daarmee de gemeten luchthoeveelheid een proportionele gashoeveelheid automatisch toegevoerd wordt, dus zonder extra electro-30 nisch middellen.In the diagram shown in figure 5, the gas pressure PG (ordinate) is shown against the air pressure PL (abcissa). The characteristic C for the controlled amount of gas supplied by gas pressure and air pressure is linear, that is to say that a proportional amount of gas is automatically supplied by means of the measured air pressure and thus the measured air quantity, i.e. without additional electronic means.

In figuur 6 is een variant van het uitvoerings-voorbeeld weergegeven, waarbij alle ook in figuur 1 weer-’ gegeven delen met dezelfde cijfers weergegeven zijn. De variant bestaat daarin, dat de signalen van de vermogens- 3 5 regelaar 17 op de servomotor 9 werken, die een potentio meter 32 bekrachtigt, waardoor een stroomsignaal zodanig gemoduleerd en in afhankelijkheid van de positie van de 1012030 11 servomotor 9 door een signaalomvormer 33 zo omgezet wordt, dat het signaal van stroomsterkte of van spanning aan een frequentie-omvormer 19 van de ventilatormotor 7 doorgeeft. Daarmee wordt de positie van de servomotor 9 een leidende 5 grootheid in deze regeling ten opzichte van de frequentie-omvormer 19 van de ventilatormotor 7, zodat al naar gelang de regelstappen van de regelaar overeenkomstig het toerental van de ventilatormotor 7 met de verstelling van de servomotor 9 meegenomen wordt. Natuurlijk moet de frequen-10 tie-omvormer van zijn kant de bovengenoemde instelmogelijkheden van Nmin, en Noncstek.lng bezitten, als wel overige instelparameters bij de versnelling van het toerental zoals bij figuur 2 beschreven. Zoals ook bij de eerste variant, zijn geen extra, veiligheidstechnische dure 15 gecombineerde regelingen benodigd door het gebruik van de gas/lucht-verhoudingsregelaar 11.Figure 6 shows a variant of the exemplary embodiment, in which all parts also shown in figure 1 are shown with the same figures. The variant consists in that the signals from the power controller 17 act on the servo motor 9, which energizes a potentiometer 32, whereby a current signal is modulated in such a way and depending on the position of the 1012030 11 servo motor 9 by a signal converter 33 is converted so that the signal of current or voltage is transmitted to a frequency converter 19 of the fan motor 7. The position of the servomotor 9 thus becomes a leading quantity in this control relative to the frequency converter 19 of the fan motor 7, so that according to the control steps of the controller according to the speed of the fan motor 7 with the adjustment of the servomotor 9 is included. Of course, the frequency converter, for its part, must have the above-mentioned setting possibilities of Nmin, and Noncstek.lng, as well as other setting parameters with acceleration of the speed as described in figure 2. As with the first variant, no additional, cost-effective, costly combined controls are required by using the gas / air ratio regulator 11.

In figuur 6 is een verdere variant van het uitvoeringsvoorbeeld, met een deel van de in figuur 1 voorgestelde installatie, weergegeven. Een verwarmingspomp 20 34 voor het warme water van de verwarmingsketel 1 wordt door een draaistroommotor 35 aangedreven, welke, om elec-trische stroom te besparen, zoals de ventilator 7 met de frequentie-omvormer 36 uitgerust is. De beide frequentie-omvormers 19 en 33 zijn door een stuurleiding 37 zowel met 25 elkaar als met een signaalbron van een signaalomvormer verbonden, waarin enige willekeurige branderspecifieke vermogens verwerkt kunnen worden.Figure 6 shows a further variant of the exemplary embodiment, with a part of the installation proposed in Figure 1. A heating pump 20 34 for the hot water of the heating boiler 1 is driven by a three-phase motor 35, which, in order to save electric power, such as the fan 7 is equipped with the frequency converter 36. The two frequency converters 19 and 33 are connected by a control line 37 both to each other and to a signal source of a signal converter in which any arbitrary burner-specific powers can be processed.

Alle in de beschrijving, de navolgende conclusies en in de tekening weergeven kenmerken kunnen afzon-30 derlijk als ook in willekeurige combinaties met elkaar relevant voor de uitvinding zijn.All features shown in the description, the following claims and in the drawing can be relevant to the invention individually as well as in arbitrary combinations with one another.

1012030· 12101203012

Verwiizinasciifersliist 1 Verwarmingsketel 5 2 Gasbrander 3 Luchtdoorvoerbehuizing 4 Branderkop 5 Stuw- en wervelschijf 6 Ventilator 10 7 Ventilatormotor 8 Luchtklep 9 Servomotor 10 11 Gas-/lucht-verhoudingsregelaar 15 12 Vlam 13 Vlamtrechter 14 Regelapparaat electrisch/electronisch ' 15 Regeldeel 16 Verbrandingsautomaat 20 17 Vermogensregelaar 18 Meetsonde 19 Frequentie-omvormer . 20 Hoofdgasklep 21 Gasleiding j 25 22 Luchtdrukmeetpunt "j 23 Gasregelklep 24 Leiding 25 Servo-aandrijving 26 Leiding 30 27 Drukafnamebuis 28 Einde van 27 29 Dwarsboring 30 31 Middelvlak van 5 35 32 Potentiometer 33 Signaalomvormer 34 Verwarmingspomp f012030 13 35 Draaistroommotor 36 Frequentie-omvormer 37 Regelleiding a Openingshoek van 8 5 N Toerental A Karakteristiek N/ar ΔΝμχ Toerentalgradiënt bij vermogemstoename ANmin Toerentalgradiënt bij vermogemsafnameVerwiizinasciifersliist 1 Boiler 5 2 Gas burner 3 Air flow housing 4 Burner head 5 Thrust and swirl disc 6 Fan 10 7 Fan motor 8 Air valve 9 Servomotor 10 11 Gas / air ratio controller 15 12 Flame 13 Flame funnel 14 Control unit electric / electronic '15 Control unit 16 Burner controller 18 Measuring probe 19 Frequency converter. 20 Main gas valve 21 Gas pipe j 25 22 Air pressure measuring point "j 23 Gas control valve 24 Pipe 25 Servo drive 26 Pipe 30 27 Pressure drop tube 28 End of 27 29 Cross bore 30 31 Center of 5 35 32 Potentiometer 33 Signal converter 34 Heating pump f012030 13 35 Three-phase motor 36 Frequency converter 37 Control line a Opening angle of 8 5 N Speed A Characteristic N / ar ΔΝμχ Speed gradient with power increase ANmin Speed gradient with power decrease

Nmax Maximale toerental 10 Nmin Minimale toerental ^ontsteking Ontstekingstoerent al B Karakteristiek doorsnede/a C Karakteristiek gashoeveelheid D Afstand 1012030Nmax Maximum speed 10 Nmin Minimum speed ^ ignition Ignition speed al B Characteristic cross section / a C Characteristic gas quantity D Distance 1012030

Claims

1. Burner for the combustion of liquid and / or gaseous fuels in combustion plants, - with a fan (6) driven by the electric motor (7) for the combustion air, 5. with revolutions operating in dependence on established operating parameters (18) (heat demand) -tal control (14) of the fan motor (7) (by means of a frequency converter, pulse width modulation or the like) and, 10. with an air valve actuated downstream of the fan (6) serving the air pressure control by a servomotor (9) (8), characterized in that - the servomotor (9) is adjustable synchronously (in parallel) with the speed change and with variable angles of inclination {ΔΝ) for upward and downward adjustment operation, - that the speed control (14) is a database or similar for preselectable speeds 20 such as minimum, maximum, or ignition speed (N ^, ^ min '^ ignition ^' - which provides an interface for entering these d ata is present, and - that the fuel control takes place over a fuel / air ratio control (11) operating independently of the speed control, with a fuel pressure (PG) as well as pressure due to the amount of combustion air (PL ) certain fuel passage (23). 3 0

Burner according to Claim 1, characterized in that the fan motor (7) is a three-phase motor 1 f012030 with an integrated frequency converter (19) for speed control.

Burner according to claim 1 or 2, characterized in that the interface for the speed control database functions digitally.

Burner according to one of the preceding claims, characterized in that as preselectable speeds the maximum speed (N ^ *), the minimum speed (Nroin), the speed with burner ignition (ignition) and / or a required speed with purgen (N ^ J or something similar can be entered.

Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the servomotor (9) generates a constant signal corresponding to its position in the form of a corresponding current or voltage, and that this constant signal for speed control (frequency converter (19)) ) serves.

Burner according to claim 5, characterized in that the constant signal is generated over a potentiometer (32) and is fed to a signal converter (33).

Burner according to one of the preceding claims, characterized in that at least one air pressure measuring probe (air pressure switch 22) is placed in the air flow region between the fan (6) and the air valve (8), for recording the highest and / or lowest air pressure.

Burner according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure pick-up tube (27) is used for measuring the pressure or the amount of combustion air (PL), and that the measuring opening (29) of the pressure pick-up tube (27) the pressure of the combustion air is placed directly upstream of a whirling device (disc 5) or a fuel air mixing device (4).

Burner according to claim 8, characterized in that the pressure pick-up tube (27) in its end zone (28) runs in the flow direction, is closed at the end and has at least one measuring bore (29) running perpendicular to the flow direction. .

Burner according to Claim 9, characterized in that the measuring bore (29) upstream of a central cross-sectional area (31) 5 between 5 - 15 mm upstream of a propellant and swirl disc (5) serving for combustion air combustion close to the starting area of the flame (12).

11. Burner according to one of the preceding claims, characterized in that the transport tube of a transport means (pump 34) of the heat transfer medium (water) of the combustion installation (1) according to burner-specific performances such as fan speed, servomotor position of the air valve (8), dosed fuel quantity and the like is changeable.

Burner according to Claim 11, characterized in that an electrically driven pump (34) is used as the means of transport, the speed-controllable motor (35) of which is controllable via a signal converter or the like, recording the burner-specific performance.

Burner according to Claim 12, characterized in that the pump motor (35) is a three-phase motor with an integrated frequency converter (36) for speed control.

14. Method for achieving a operating characteristic determined with 25, such as heat requirement, corresponding fuel-air mixture with speed-controlled burners for combustion plants, in particular for use with a burner according to the preceding claims, characterized in that pressure and how much -30 of the combustion air is regulated and control-technically secured and that the fuel supply is determined independently of this by a ratio control caused by the pressure of the fuel and combustion air caused by mixing. -o-o-o-o-o-o-o-o-f012030