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DE3884408T2 - METHOD AND DEVICE FOR MONITORING AND CONTROLLING A HEAT GENERATOR OF THE PULSATING COMBUSTION TYPE. - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR MONITORING AND CONTROLLING A HEAT GENERATOR OF THE PULSATING COMBUSTION TYPE.

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DE3884408T2
DE3884408T2 DE89901147T DE3884408T DE3884408T2 DE 3884408 T2 DE3884408 T2 DE 3884408T2 DE 89901147 T DE89901147 T DE 89901147T DE 3884408 T DE3884408 T DE 3884408T DE 3884408 T2 DE3884408 T2 DE 3884408T2
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DE
Germany
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combustion chamber
pressure fluctuations
heat generator
chamber
combustion
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DE89901147T
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Morgan Olsson
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PYROPAC AG SENNWALD CH
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PULSONEX HALMSTAD AB
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00Regulating fuel supply
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2225/00Measuring
    • F23N2225/04Measuring pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00Ignition or checking
    • F23N2227/10Sequential burner running

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen und Steuern eines mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Warmeerzeugers.The invention relates to a method and a device for monitoring and controlling a heat generator operating with pulsating combustion.

Dieser Typ van Wärmeerzeuger umfaßt einen Helmholtzresanator mit einer als Brennkammer ausgebildeten Resonatorkammer, einem Pulsrohr, welches mit seinem einen Ende mit der Brennkammer verbunden ist, einen Entkoppler, der mit dem anderen Ende des Pulsrohres verbunden ist und ein Auspuffrohr aufweist, eine Einlaßkammer mit einem Primärgebläse, ein Ventil, welches van dem pulsierenden Druck der Brennkammer gesteuert wird, um die Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der Brennkammer zu regulieren, eine Vorrichtung zum Einspritzen von gasförmigem, Schwebe- oder verflüssigtem Brennstoff in die Brennkammer, und eine Zündvorrichtung zum Zünden des in die Brennkammer eingespritzten Brennstoffs.This type of heat generator comprises a Helmholtz resonator with a resonator chamber designed as a combustion chamber, a pulse tube connected at one end to the combustion chamber, a decoupler connected to the other end of the pulse tube and having an exhaust pipe, an inlet chamber with a primary fan, a valve controlled by the pulsating pressure of the combustion chamber to regulate the connection between the inlet chamber and the combustion chamber, a device for injecting gaseous, suspended or liquefied fuel into the combustion chamber, and an ignition device for igniting the fuel injected into the combustion chamber.

Wenn der Wärmeerzeuger gestartet wird, wird ein Primärgebläse in Gang gesetzt, wobei das Primargebläse, welches Luft in die Einlaßkammer einbringt und dort etwas Überdruck erzeugt, und eine Zündvorrichtung (Zündkerze) gleichzeitig mit dem Einspritzen von Brennstoff aktiviert werden, um den Brennstoff zu zünden und dadurch eine rhythmische Bewegung des Ventils einzuleiten. Nachdem dies geschehen ist, sollten das Primärgebläse und die Zündvorrichtung abgeschaltet werden, selbstverständlich automatisch mit Hilfe eines geeigneten Steuersystems.When the heat generator is started, a primary fan is activated, the primary fan, which introduces air into the inlet chamber and creates some overpressure there, and an ignition device (spark plug) are activated simultaneously with the injection of fuel to ignite the fuel and thereby initiate a rhythmic movement of the valve. After this has happened, the primary fan and the ignition device should be switched off, of course automatically by means of a suitable control system.

Im allgemeinen müssen sämtliche Verbrennungssysteme mit einem 100%ig zuverlässigen Überwachungssystem ausgestattet sein, welches feststellt, ob das Verbrennungssystem funktioniert oder nicht. In herkömmlichen Verbrennungssystemen mit offener Flamme geschieht dies im allgemeinen mit Hilfe einer Fotozelle oder einem Ionisations-Detektor, jedoch ist es schwierig und außerdem kostspielig, diese Art von Überwachung bei einem Wärmegenerator mit pulsierender Verbrennung einzusetzen.In general, all combustion systems must be equipped with a 100% reliable monitoring system that determines whether the combustion system is working or not. In traditional open flame combustion systems, this is usually done using a photocell or ionization detector, but it is difficult and expensive to use this type of monitoring in a heat generator with pulsating combustion.

Um den mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Wärmeerzeuger in dieser Hinsicht zu überwachen und zu steuern, wurde früher eine Registrierung des in der Brennkammer während des Betriebes und in der Druckkammer stromabwärts bezüglich des Ventils existierenden Überdruck vorgenommen, wobei die Druckkammer mit der Brennkammer in Verbindung steht. Der Druck läßt sich mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch zu einer außerhalb des Wärmeerzeugers gelegenen Steuereinheit übertragen. Diese Ausgestaltung hat sich jedoch als unzuverlässig erwiesen, und es entstand das Problem eines Rußund Öl-Lecks an der Druckaufnahmestelle des Wärmeerzeugers, was zu einer Zerstörung der Steuereinheit führte.In order to monitor and control the heat generator operating with pulsating combustion in this respect, the overpressure existing in the combustion chamber during operation and in the pressure chamber downstream of the valve was previously recorded, with the pressure chamber being connected to the combustion chamber. The pressure can be transmitted mechanically, pneumatically or hydraulically to a control unit located outside the heat generator. However, this design has proven to be unreliable and the problem of soot and oil leakage at the pressure recording point of the heat generator arose, which led to the destruction of the control unit.

Bei einem anderen bekannten Verfahren zum Überwachen und Steuern des Wärmeerzeugers wurde eine Fotozelle in der Brennkammer eingesetzt, wobei die Fotozelle auf die während der Verbrennung erzeugte Strahlung anspricht. Der Nachteil dieser Ausgestaltung ist vornehmlich der, daß die Fotozelle leicht durch Ruß blockiert wird und außerdem dadurch falsche Signale erzeugt, daß sie auf andere Strahlung als die von der Flamme in der Brennkammer herrührende Strahlung anspricht. Außerdem kann die Fotozelle das Zerstäuben und/oder das Dispergieren des eingespritzten Brennstoffes stören. Der optische Sensor oder ein Sensor mit einem Magneten und einem Hall-Element wurde auch dazu verwendet, die Bewegung des Ventils abzuleiten. Eine derartige Ausgestaltung ist jedoch nicht geeignet, weil das Ventil bei einer einzigen Explosion innerhalb des Wärmeerzeugers während der Startphase in Schwingungen kommen könnte, was zu einer falschen Anzeige durch den Sensor führt, woran sich ein Abschalten des Primärgebläses und der Zündvorrichtung anschließt, bevor der Wärmeerzeuger den normalen Betriebszustand erreicht hat. Außerdem verkompliziert das Anordnen des Sensors in der Nachbarschaft eines aktiven Teils des Wärmeerzeugers dessen Montage.Another known method for monitoring and controlling the heat generator has been to use a photocell in the combustion chamber, whereby the photocell responds to the radiation generated during combustion. The disadvantage of this design is mainly that the photocell is easily blocked by soot and also produces false signals by responding to radiation other than that originating from the flame in the combustion chamber. radiation. In addition, the photocell may interfere with the atomization and/or dispersion of the injected fuel. The optical sensor or a sensor with a magnet and a Hall element has also been used to detect the movement of the valve. However, such a design is not suitable because in the event of a single explosion inside the heat generator during the start-up phase, the valve could start to vibrate, leading to a false reading by the sensor, followed by shutdown of the primary fan and ignition device before the heat generator has reached the normal operating state. In addition, locating the sensor in the vicinity of an active part of the heat generator complicates its assembly.

Ein Ziel der Erfindung ist es, die oben erläuterten Schwierigkeiten und Nachteile zu vermeiden und eine zuverlässige Anzeige für den Normalbetrieb eines mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Wärmeerzeugers zu schaffen, indem von einem Steuersystem Gebrauch gemacht wird, welches im Vergleich zu den früher bekannten Steuersystemen einfacher und zuverlässiger ist. Somit basiert die Erfindung auf dem Umstand, daß der genannte Typ von Wärmeerzeuger bei einer im wesentlichen konstanten und gut definierten Pulsfrequenz arbeitet, die üblicherweise bei etwa 60 - 100 Hz liegt.An object of the invention is to avoid the difficulties and disadvantages explained above and to provide a reliable indication of the normal operation of a heat generator operating with pulsating combustion by making use of a control system which is simpler and more reliable compared to the previously known control systems. Thus, the invention is based on the fact that the said type of heat generator operates at a substantially constant and well-defined pulse frequency, which is usually about 60 - 100 Hz.

Um das angegebene Ziel zu erreichen, betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern eines mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Wärmeerzeugers, welches die Kennzeichnungsmerkmale des Anspruchs 1 aufweist, und eine Steuervorrichtung nach dem Anspruch 8 zur Durchführung des Verfahrens.In order to achieve the stated aim, the invention relates to a method for controlling a heat generator operating with pulsating combustion, which has the characterizing features of claim 1, and a control device according to claim 8 for carrying out the method.

Der Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Es zeigen:The invention is described in detail with reference to the figures. They show:

Fig. 1 eine schematische vertikale Schnittansicht eines mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Wärmeerzeugers,Fig. 1 is a schematic vertical sectional view of a heat generator operating with pulsating combustion,

Fig. 2 eine vergrößerte Vertikalschnittansicht der Einlaß- und der Brennkammer, wobei Einzelheiten der Ausführungsform offenbart sind, undFig. 2 is an enlarged vertical sectional view of the intake and combustion chambers, revealing details of the embodiment, and

Fig. 3 ein Blockdiagramm des elektronischen Teils der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung.Fig. 3 is a block diagram of the electronic part of the control device according to the invention.

Der Wärmeerzeuger des vorliegenden Typs ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt, er weist einen impulsförmigen Verbrennungsbetrieb nach bekannten Methoden auf, und er ist in einem mit einem Wassereinlaß 11 und einem Auslaß 12 ausgestatteten Wassertank 10 angeordnet, wobei das Wasser in einem wasserführenden Heizungsnetz umgewälzt wird. Der Wärmeerzeuger enthält einen Helmholtzresonator mit einer Resonatorkammer 13 und einem Pulsrohr 14, dessen eines Ende mit der Resonatorkammer verbunden ist. Die Resonatorkainmer bildet die Brennkammer des Wärmeerzeugers und ist mit einer Düse 15 zum Zuführen eines gasförmigen, Schwebe- oder verflüssigten Brennstoff über ein Solenoidventil 16 und einer mit einem Zündtransformator 17a verbundenen Zündkerze 17 ausgestattet. Eine Einlaßkammer 18 steht mit der Brennkammer über einen von einem Ventil 20 gesteuerten Lufteinlaß 19 in Verbindung. Das Ventil ist so angeordnet, daß es automatisch arbeitet, indem es bei Überdruck in der Brennkammer automatisch schließt und bei dort herrschendem Unterdruck öffnet, und zwar in einer rhythmischen Bewegung. Die Einlaßkammer steht über einen Schalldämpfer und/- oder ein Filter und einen Einlaß 21, der mit einem Primärgebläse 22 ausgestattet ist, mit der Außenluft in Verbindung.The heat generator of the present type is shown in Figs. 1 and 2, it has a pulsed combustion operation according to known methods and it is arranged in a water tank 10 equipped with a water inlet 11 and an outlet 12, the water being circulated in a water-conducting heating network. The heat generator contains a Helmholtz resonator with a resonator chamber 13 and a pulse tube 14, one end of which is connected to the resonator chamber. The resonator chamber forms the combustion chamber of the heat generator and is equipped with a nozzle 15 for supplying a gaseous, suspended or liquefied fuel via a solenoid valve 16 and a spark plug 17 connected to an ignition transformer 17a. An inlet chamber 18 communicates with the combustion chamber via an air inlet 19 controlled by a valve 20. The valve is designed to work automatically by automatically closing the valve when there is excess pressure in the combustion chamber. closes and opens when the negative pressure prevails there, in a rhythmic movement. The inlet chamber is connected to the outside air via a silencer and/or a filter and an inlet 21 which is equipped with a primary fan 22.

Das andere Ende des Pulsrohrs ist mit einem Entkoppler 23 verbunden, welcher ein Auspuffrohr 24 aufweist, das mit einem Kamin oder einem anderen Abzug verbunden ist.The other end of the pulse tube is connected to a decoupler 23 which has an exhaust pipe 24 connected to a chimney or other vent.

Wenn der Wärmeerzeuger im Normalbetrieb arbeitet, wird in die Brennkammer 13 eingespritzter Brennstoff entzündet, sobald es in die heiße Brennkammer eintritt, und er wird in Verbindung mit dem Sauerstoff verbrannt, welcher in der Brennkammer vorhanden ist, was zu einem Überdruck und zu einem Schließen des Ventils 20 als Folge des Überdrucks führt. Wenn ein nachfolgender Unterdruck erzeugt wird, wird das Ventil 20 erneut geöffnet, um den Zustrom von Luft aus der Einlaßkammer 8 in die Brennkammer zu ermöglichen, worauf sich eine weitere Zündung und die Verbrennung von Brennstoff anschließen. Damit werden Verbrennungspulse mit regelmäßiger Frequenz in der Brennkammer erzeugt.When the heat generator is operating in normal mode, fuel injected into the combustion chamber 13 is ignited as soon as it enters the hot combustion chamber and is burned in combination with the oxygen present in the combustion chamber, resulting in an overpressure and a closing of the valve 20 as a result of the overpressure. When a subsequent underpressure is created, the valve 20 is opened again to allow the flow of air from the inlet chamber 8 into the combustion chamber, followed by further ignition and combustion of fuel. Combustion pulses of regular frequency are thus generated in the combustion chamber.

Der Wärmeerzeuger wird intermittierend in Abhängigkeit der Temperatur des Wassers in dem Tank 10 in üblicher Weise betrieben; wenn eine vorbestimmte erhöhte Wassertemperatur erreicht ist, wird der Wärmeerzeuger ausgeschaltet und dann, wenn die Temperatur auf eine vorbestimmte niedrigere Temperatur abgefallen ist, erneut gestartet. Beim erneuten Start des Wärmeerzeugers nach einer Stillstandszeit muß der Brennstoff extern mit Hilfe der Zündkerze 17 entzündet und muß Luft zwangsweise über das Primärgebläse 220 in die Einlaßkammer 18 eingebracht werden. Somit werden die Zündvorrichtung und das Primärgebläse beim Startvorgang eingeschaltet, sie müssen jedoch ausgeschaltet werden, wenn der Wärmeerzeuger sich im Normalbetrieb befindet, wobei eine derartige Funktion hier als Selbstzündung des Brennstoffs definiert wird, wobei die Luft durch einen Unterdruck in der Brennkammer eingeleitet wird.The heat generator is operated intermittently depending on the temperature of the water in the tank 10 in the usual way; when a predetermined increased water temperature is reached, the heat generator is switched off and then restarted when the temperature has dropped to a predetermined lower temperature. When restarting the heat generator after a period of downtime, the fuel must be ignited externally by means of the spark plug 17 and air must be forced introduced into the inlet chamber 18 via the primary fan 220. Thus, the ignition device and the primary fan are switched on during the start-up process, but they must be switched off when the heat generator is in normal operation, such a function being defined here as self-ignition of the fuel, the air being introduced by a negative pressure in the combustion chamber.

Während des Normalbetriebs des Wärmeerzeugers werden Druckschwankungen in dem Verbindungssystem erzeugt, welches sich zwischen dem Lufteinlaß 21 und dem Abgasauslaß 24 befindet, und wenn die Frequenz der Druckschwankungen in ein sehr gut definiertes Frequenzintervall fällt, werden die Druckschwankungen ausgenutzt, wenn die Erfindung auf die Steuerung des Wärmegenerators angewendet wird. Zu diesem Zweck befindet sich ein Sensor 25 beim dargestellten Ausführungsbeispiel in der Einlaßkammer 18, um die in der Einlaßkammer auftretenden Druckschwankungen während des Normalbetriebes des Wärmeerzeugers zu erfassen. Vorzugsweise enthält der Sensor ein piezoelektrisches Kristallelement wegen dessen Zuverlässigkeit, jedoch kann auch ein anderer Sensortyp bei der Ausführung der Erfindung eingesetzt werden. Der Sensor kann beispielsweise eine auf Druckschwankungen ansprechende Membran aufweisen, wobei die durch die Druckschwankungen hervorgerufenen Bewegungen der Membran von einem optischen Sensor registriert werden. Diese Ausgestaltung ist jedoch teurer als der piezoelektrische Sensor und ist außerdem komplizierter und ist dennoch nicht zuverlässig. Es ist ebenfalls möglich, die Bewegung der Membran mit Hilfe eines Dehnungsmeßstreifens zu erfassen, eine derartige Ausgestaltung ist jedoch noch teurer. Eine weitere mögliche Ausgestaltung wird durch induktive Sensoren gebildet, die eine Tendenz der natürlichen Resonanz bei niedrigen Frequenzen aufweisen, was möglicherweise die Steuerfunktion steuert. Schließlich gibt es die Möglichkeit des Einsatzes eines Mikrofons, vorzugsweise eines Kohlenstoffmikrofons, als Sensor. Ein derartiger Sensor ist jedoch insofern nachteilhaft, als er Umgebungsgeräusche auffängt, die zu einer Fehlfunktion des Steuersystems führen.During normal operation of the heat generator, pressure fluctuations are generated in the connection system located between the air inlet 21 and the exhaust outlet 24, and if the frequency of the pressure fluctuations falls within a very well defined frequency interval, the pressure fluctuations are exploited when the invention is applied to the control of the heat generator. For this purpose, a sensor 25 is located in the inlet chamber 18 in the embodiment shown to detect the pressure fluctuations occurring in the inlet chamber during normal operation of the heat generator. Preferably, the sensor contains a piezoelectric crystal element because of its reliability, but another type of sensor can also be used in the implementation of the invention. The sensor can, for example, comprise a membrane that responds to pressure fluctuations, the movements of the membrane caused by the pressure fluctuations being registered by an optical sensor. However, this design is more expensive than the piezoelectric sensor and is also more complicated and is still not reliable. It is also possible to detect the movement of the membrane by means of a strain gauge, but such a design is even more expensive. Another possible The embodiment is formed by inductive sensors that have a tendency of natural resonance at low frequencies, which may control the control function. Finally, there is the possibility of using a microphone, preferably a carbon microphone, as a sensor. However, such a sensor has the disadvantage that it picks up ambient noise, which leads to a malfunction of the control system.

Das von dem Sensor 25 empfangene elektrische Signal wird einem elektronischen System zugeleitet, welches in Fig. 3 als Blockdiagramm dargestellt ist. Da das Signal im Normalbetrieb des Wärmeerzeugers eine Frequenz in dem Intervall von 60 - 100 Hz aufweist, gelangt das Signal von dem Sensor zunachst durch ein Filter 26, welches Frequenzen zwischen 30 und 200 Hz durchläßt, wodurch aus Turbulenz im Wärmeerzeuger resultierendes Rauschen, Umgebungsgeräusche und Geräusche von dem Primärgebläse aus dem Signal entfernt werden. Wenn das gefilterte Signal in einem Signalverstärker 27 verstärkt ist, wird in einer Schaltung 28 die Frequenz gemessen und der Meßwert wird in einem Vergleicher 29 mit einer vorgeschriebenen Frequenz verglichen, und das Ergebnis wird von einem Steuergerät registriert, welches die Zufuhr von Brennstoff, die Zündung und das Primärgebläse gesteuert. Wenn von dem Steuergerät Normalbetrieb registriert wurde, d.h., wenn eine ausreichende Übereinstimmung mit der vorgeschriebenen Frequenz herrscht, wird die Zufuhr von Brennstoff durch das Solenoidventil 16 aufrechterhalten, während die Zündvorrichtung 17, 17A und das Primärgebläse 22 nach einer gewissen Verzögerung ausgeschaltet werden. Das Steuergerät 30 ist für einen unmittelbaren Start der Zündvorrichtung und des Primärgebläses vorbereitet, wenn das Signal für die Gerätabschaltung abfallen würde, beispielsweise aufgrund einer Betriebsstörung.The electrical signal received by the sensor 25 is fed to an electronic system which is shown in block diagram form in Fig. 3. Since the signal has a frequency in the interval 60 - 100 Hz during normal operation of the heat generator, the signal from the sensor first passes through a filter 26 which passes frequencies between 30 and 200 Hz, whereby noise resulting from turbulence in the heat generator, ambient noise and noise from the primary fan are removed from the signal. When the filtered signal is amplified in a signal amplifier 27, the frequency is measured in a circuit 28 and the measured value is compared with a prescribed frequency in a comparator 29 and the result is registered by a control device which controls the supply of fuel, the ignition and the primary fan. When normal operation has been registered by the control unit, ie when there is sufficient agreement with the prescribed frequency, the supply of fuel through the solenoid valve 16 is maintained, while the ignition device 17, 17A and the primary fan 22 are switched off after a certain delay. The control unit 30 is prepared for an immediate start of the ignition device and the primary fan, if the signal for switching off the device were to drop, for example due to an operating fault.

Vorzugsweise ist der Sensor 25 in der Einlaßkammer montiert, da dort die Umgebung "gut" ist, jedoch sind auch andere Stellen möglich. So könnte der Sensor stattdessen in der Druckkammer auf der stromabwärtigen Seite des Ventils an der in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 31 versehenen Stelle angeordnet sein, wo die Umgebung in der Druckkammer ebenfalls geeignet ist, wo allerdings die Anordnung in Nachbarschaft des Ventils und der Einlaßdüse die Lagerung verkomplizieren und außerdem den Sensor zur Wartung und zum Austausch schlechter zugänglich machen kann. Außerdem kann der Sensor in der Brennkammer 13, in dem Entkoppler 23 oder in dem Auspuffrohr 24 angeordnet sein, diese Stellen sind jedoch im Hinblick auf die dort vorhandene Umgebung weniger günstig. Damit wird das Anordnen eines piezoelektrischen Sensors, wie es in der Ausführungsform dargestellt ist, aus verschiedenen Gründen bevorzugt.Preferably, the sensor 25 is mounted in the intake chamber because the environment there is "good", but other locations are also possible. For example, the sensor could instead be located in the pressure chamber on the downstream side of the valve at the location indicated by reference numeral 31 in Fig. 2, where the environment in the pressure chamber is also suitable, but where the location in the vicinity of the valve and intake nozzle can complicate storage and also make the sensor less accessible for maintenance and replacement. In addition, the sensor can be located in the combustion chamber 13, in the decoupler 23 or in the exhaust pipe 24, but these locations are less favorable in terms of the environment there. Thus, locating a piezoelectric sensor as shown in the embodiment is preferred for several reasons.

Zur Erreichung der beschriebenen Funktion kann das elektronische System mit anderen Bauteilen als solchen realisiert werden, die im offenbarten Ausführungsbeispiel eingesetzt werden.To achieve the described function, the electronic system can be implemented with components other than those used in the disclosed embodiment.

Claims (10)

1. Verfahren zum Überwachen und Steuern eines mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Wärmeerzeugers, der einen Helmholtzresonator mit als Brennkammer dienender Resonatorkammer (13), einem Pulsrohr (14), deren eines Ende mit der Brennkammer und deren anderes Ende mit einem ein Auspuffrohr (24) aufweisenden Entkoppler (23) verbunden ist, eine Lufteinlaßkammer (18) mit einem Primärgebläse (22), ein von dem pulsierenden Druck der Brennkammer gesteuertes Ventil (20) zum Regulieren der Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der Brennkammer, eine Einrichtung (15, 16) zum Einspritzen von gasförmigem, Schwebe- oder verflüssigtem Brennstoff in die Brennkammer, und eine Zündvorrichtung (17, 17A) zum Zünden des in die Brennkammer eingespritzten Brennstoffs aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Wärmeerzeuger während des Betriebs des Wärmeerzeugers entstehende Druckschwankungen erfaßt werden, daß die Frequenz der Druckschwankungen verglichen wird mit einer vorbestimmten Frequenz, und daß die Zündvorrichtung und das Primärgebläse abgeschaltet werden, wenn die Frequenz der Druckschwankungen der vorbestimmten Frequenz entspricht.1. Method for monitoring and controlling a heat generator operating with pulsating combustion, which has a Helmholtz resonator with a resonator chamber (13) serving as a combustion chamber, a pulse tube (14), one end of which is connected to the combustion chamber and the other end of which is connected to a decoupler (23) having an exhaust pipe (24), an air inlet chamber (18) with a primary fan (22), a valve (20) controlled by the pulsating pressure of the combustion chamber for regulating the connection between the inlet chamber and the combustion chamber, a device (15, 16) for injecting gaseous, suspended or liquefied fuel into the combustion chamber, and an ignition device (17, 17A) for igniting the fuel injected into the combustion chamber, characterized in that in the heat generator during operation the pressure fluctuations arising from the heat generator are detected, the frequency of the pressure fluctuations is compared with a predetermined frequency, and the ignition device and the primary fan are switched off when the frequency of the pressure fluctuations corresponds to the predetermined frequency. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur Druckschwankungen oberhalb eines vorbestimmten Minimalpegels erfaßt werden.2. Method according to claim 1, characterized in that only pressure fluctuations above a predetermined minimum level are detected. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwankungen in der Einlaßkammer (18) oder einem damit in Verbindung stehenden System erfaßt werden.3. Method according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the pressure fluctuations in the inlet chamber (18) or a system connected thereto are detected. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwankungen in der Verbindung (19) zwischen der Einlaßkammer (18) und der Brennkammer (13) auf der stromabwärtigen Seite des Ventils (20) erfaßt werden.4. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure fluctuations in the connection (19) between the inlet chamber (18) and the combustion chamber (13) are detected on the downstream side of the valve (20). 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwankungen in dem Entkoppler (23) oder dessen Auspuff (24) erfaßt werden.5. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure fluctuations in the decoupler (23) or its exhaust (24) are detected. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwankungen in der Brennkammer (13) erfaßt werden.6. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure fluctuations in the combustion chamber (13) are detected. 7. Verfahren nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (17, 17A) und das Primärgebläse (22) beide mit einer Verzögerung ausgeschaltet werden, wenn Übereinstimmung mit der vorbestimmten Frequenz besteht.7. Method according to any one of the preceding claims, characterized in that the ignition device (17, 17A) and the primary fan (22) are both switched off with a delay when there is agreement with the predetermined frequency. 8. Vorrichtung zum Überwachen und Steuern eines mit pulsierender Verbrennung arbeitenden Wärmeerzeugers, der einen Helmholtzresonator mit als Brennkammer dienender Resonator (13), einem Pulsrohr (14), dessen eines Ende mit der Brennkammer und dessen anderes Ende mit einem ein Auspuffrohr (24) aufweisenden Entkoppler (23) verbunden ist, eine Lufteinlaßkammer (18) mit einem Primärgebläse (22), ein von dem pulsierenden Druck der Brennkammer gesteuertes Ventil (20) zum Steuern der Verbindung zwischen der Einlaßkammer und der Brenn-8. Device for monitoring and controlling a heat generator operating with pulsating combustion, which has a Helmholtz resonator with a resonator (13) serving as a combustion chamber, a pulse tube (14) whose one end is connected to the combustion chamber and whose other end is connected to a decoupler (23) having an exhaust pipe (24), an air inlet chamber (18) with a primary fan (22), a valve (20) controlled by the pulsating pressure of the combustion chamber for controlling the connection between the inlet chamber and the combustion kammer, eine Einrichtung (15, 16) zum Einspritzen von gasförmigem, Schwebe- oder verflüssigtem Brennstoff in die Brennkammer, und eine Zündvorrichtung (17, 17A) zum Zünden des in die Brennkammer eingespritzten Brennstoffs aufweist, gekennzeichnet durch einen Sensor (25), welcher die Druckschwankungen in dem Wärmeerzeuger während dessen Betrieb erfaßt, einen Vergleicher (29), zum Vergleichen der Frequenz der Druckschwankungen mit einer vorbestimmten Frequenz, und eine Einrichtung (30), die von dem Vergleicher gesteuert wird, um die Zündvorrichtung (16, 17) und das Primärgebläse (22) auszuschalten, wenn die Frequenz der vorbestimmten Frequenz entspricht.chamber, a device (15, 16) for injecting gaseous, suspended or liquefied fuel into the combustion chamber, and an ignition device (17, 17A) for igniting the fuel injected into the combustion chamber, characterized by a sensor (25) which detects the pressure fluctuations in the heat generator during its operation, a comparator (29) for comparing the frequency of the pressure fluctuations with a predetermined frequency, and a device (30) controlled by the comparator for switching off the ignition device (16, 17) and the primary fan (22) when the frequency corresponds to the predetermined frequency. 9. Steuervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (25) aus einem piezoelektrischen Kristallelement besteht.9. Control device according to claim 8, characterized in that the sensor (25) consists of a piezoelectric crystal element. 10. Steuervorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (25) zum Erfassen von Druckschwankungen in der Einlaßkammer (18) oder einem damit in Verbindung stehenden System angeordnet ist.10. Control device according to claim 8 or 9, characterized in that the sensor (25) is arranged to detect pressure fluctuations in the inlet chamber (18) or a system connected thereto.
DE89901147T 1988-01-13 1988-12-27 METHOD AND DEVICE FOR MONITORING AND CONTROLLING A HEAT GENERATOR OF THE PULSATING COMBUSTION TYPE. Expired - Fee Related DE3884408T2 (en)

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