JPH09188128A - 燃料運転式加熱装置 - Google Patents

燃料運転式加熱装置

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JPH09188128A
JPH09188128A JP8343837A JP34383796A JPH09188128A JP H09188128 A JPH09188128 A JP H09188128A JP 8343837 A JP8343837 A JP 8343837A JP 34383796 A JP34383796 A JP 34383796A JP H09188128 A JPH09188128 A JP H09188128A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 燃料配量ポンプ2及び/又は燃焼空気送
風機3を備えた加熱装置、特に自動車のための付加的加
熱装置1において、所定の空気過剰率範囲内で運転され
る加熱装置1に圧力センサ5が対応して配置されてい
る。この圧力センサにより制御装置を介して、調整可能
な燃料配置ポンプ2及び/又は調整可能な燃焼空気送風
機が起動制御可能である。圧力センサは加熱装置の外部
又は加熱装置内に、特に送風機圧力側に配置されること
ができる。センサが送風機圧力側に配置された場合に
は、大気圧的による空気変動ばかりでなくシステムによ
り生ぜしめられる空気圧変動が修正される。 【効果】 本加熱装置は特に種々異なる海抜高度で制御
技術的に申し分なく運転される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃料配量ポンプ及
び/又は燃焼空気送風機とを備えた燃料運転式加熱装
置、特に自動車のための付加的加熱装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来公知の燃料運転式加熱装置では、多
くの場合、ガソリン又はデーゼル燃料などの燃料が空気
過剰下に燃焼室内で燃焼される。このことの意味すると
ころは、排ガス中にまだ酸素が含まれていること、もし
くは化学量論上の完全燃焼が行われていないことであ
る。燃焼室の燃焼技術的な機能範囲はλ範囲(燃焼技術
的な機能範囲内の可能な空気燃料比)にわたり延びてい
る。この範囲内での加熱装置の運転を確実たらしめるた
めに、公知の加熱装置もしくは送風機の組付け時に燃焼
空気量は可変のパイパス開口により調節されるか、又は
燃料配量ポンプでは燃料量が調節ねじにより調節され
る。このことは加熱装置の高い構成費用と、長い調節時
間とを必要とする。
【0003】加熱装置の運転時に前述の機能範囲は以下
に述べる理由が生じた場合に失われる。
【0004】−燃焼空気の吸込口又は排ガス出口がせき
止められ、これにより燃焼空気量が減少する。
【0005】−加熱装置に接続された熱交換器が燃焼残
滓により閉塞し、これにより運転中に燃焼空気量がやは
り減少する。
【0006】−平均海面NNを越える種々異なる高度で
加熱装置を運転する際に燃焼空気質量流が変化する。
【0007】機能範囲又はλ範囲が失われると、燃焼の
値が悪化する。加熱装置はもはや十分に作動せず、故障
リスクを負う。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に記載した形式の燃料運転式加熱装置を改良して、簡単
な構造を有すると共に多くの運転状態で効果的かつ信頼
性よく、良好な燃焼値で環境に優しく運転できるような
燃料運転式加熱装置を提供することである。
【0009】
【発明を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、予め規定されたλ範囲内で運転さ
れる加熱装置に圧力センサが対応して配置されており、
この圧力センサにより制御装置を介して、調整可能な燃
料配量ポンプ及び/又は調整可能な燃焼空気送風機が制
御可能であるようにした。
【0010】
【発明の効果】本発明の重要な要旨は、予め規定された
λ範囲内で燃料により運転される加熱装置(例えば自動
車のための付加的ヒータ、エンジンとは無関係な自動車
の標準暖房装置、さらにまた煤フィルタ装置のためのバ
ーナ又はこんろ等)に圧力センサが対応して配置され、
この圧力センサにより制御装置を介して、調整可能な燃
料配量ポンプ及び/又は調整可能な燃焼空気送風機が制
御されることにある。
【0011】本発明によれば特に、燃焼の予め規定され
たλ範囲を失うことなく、特にλ範囲を設定された範囲
内に維持しかつ場合によりコンスタントに保つように加
熱装置の燃料配量ポンプ及び/又は燃焼空気送風機を制
御するために、加熱装置の周囲空気圧が電子制御装置内
の制御パラメータとして使用される。さらに本加熱装置
は特に種々異なる海抜高度で制御技術的に申し分なく運
転されることができる。周囲空気圧は周知のように高度
上昇にともなって減少する(1000mごとに海面に対
比してほぼ100mbar)。従って空気の単位容積当
たりの密度並びに酸素含有量も減少する。燃料量がコン
スタントに維持された場合には燃焼が「富の燃焼」へ変
化し、空気燃料比、要するに空気過剰率(λ値)は小さ
くなる。このことを阻止するために、空気及び/又は燃
料が後制御される。
【0012】特に加熱装置の試験時に(暖又は冷)、圧
力センサにより「ゼロ調整」、換言すれば、そのつどの
空気量への燃料量の適合が行われる。このゼロ調整によ
り加熱装置は問題なくλ範囲内で運転される。「ゼロ調
整」時の圧力の規定の大きさの変化を記録しようとする
場合に制御が導入される(特に燃料配量ポンプ振動数の
減少又は燃焼空気送風機回転数の増大)。
【0013】多数の加熱装置が設けられている際に各圧
力センサの値が加熱装置試験時に特別に検知されるなら
ば、このことは正確さへの要求に関連してポジティブに
作用する。この種の加熱装置は比較的粗い誤差でローコ
ストで製作されることができる。
【0014】圧力センサは特別有利な実施態様では加熱
装置内で燃焼空気送風機圧力側に配置されることができ
る。その場合、圧力センサは燃焼空気送風機運転前と運
転中に評価され、上昇した周囲空気圧に基づき又は場合
により例えば排ガス出口のせき止め、又は加熱装置に接
続された熱交換器への燃焼残滓の堆積により増大したシ
ステム対向圧力に基づき、記録された圧力上昇が成立し
ているかどうかが識別される。
【0015】燃焼空気送風機により搬送される空気量は
要するにシステム対向圧力(Σ 燃焼空気導管−加熱装
置−排ガス導管)にも依存しており、このシステム対向
圧力は燃焼空気送風機の制御により対処されなければな
らない。さらに、燃焼空気送風機の搬送のふるまいは
(特に回転数及び送風隙間に依存して)種々異なってお
り、その結果、燃焼空気搬送は加熱装置ごとの空気又は
ガス案内に差異がなくてもばらつき、従って燃焼空気の
調整を必要たらしめる。
【0016】圧力センサとしては特に、絶対圧力又は
(周囲空気に対する)相対的な圧力を検出する圧電抵抗
的な圧力センサが推奨される。
【0017】燃料配量ポンプの代わりに脈動弁を加熱装
置に設けることもできる。この場合、この脈動弁が必要
に応じて起動制御される。脈動弁を備えた実施態様は本
発明の請求の枠内にある。
【0018】特別効果的な構成によれば、圧力センサ
が、加熱装置内でなくその外部で加熱装置の領域内に配
置される。この場合、気圧的な高度代数式を考慮した特
性曲線に基づいて制御装置が運転されならば、配量ポン
プ振動数と測地学上の高度との間の関連性を介して、燃
料量が振動数変化により実際の測地学上の高度に相応し
て自動的に適合(減少)される。
【0019】同様に、燃焼空気送風機の回転数も適合
(増大)される。
【0020】本発明によれば次の利点が得られる。
【0021】(1) 加熱装置の製作時の複雑な調整過
程が回避される。
【0022】(2) パイパスが省かれる。
【0023】(3) 熱交換器の汚れが増大しても加熱
装置がその耐用寿命にわたり確実に運転される。
【0024】(4) 燃焼室の運転範囲(λ範囲)が公
知技術に対比して小さくて済む(費用増大の軽減)。
【0025】(5) 燃料配量ポンプの調整が公知技術
に対比して正確でなくてよい(簡単な製作)。
【0026】
【発明の実施の形態】次に図面を参照しつつ実施例につ
き本発明を詳しく説明する。
【0027】図1によれば、燃料運転式加熱装置1が燃
料配量ポンプ2と燃焼空気送風機3とを備えている。加
熱装置1は火炎スクリーン6を備えた燃焼室4と、排ガ
スリング14と、冷水供給導管8及び温水戻し導管9を
備えた水ジャケットの形状の熱交換器7とを有してい
る。
【0028】燃焼空気11は燃焼空気送風機3に軸方向
で供給され、燃焼空気送風機圧力側で軸方向に排出され
て燃焼室4内に達し、かつその場所で、燃料配量ポンプ
2から供給された燃料12と混合される。燃焼技術的に
効果的な空気過剰率(λ)範囲内にある空気燃料混合物
が燃焼室4内で燃焼させられ、排ガス13が排ガスリン
グ14を介して側方外向へ排出される。これまでは公知
技術に属する。
【0029】本発明によればさらに、予め規定されたλ
範囲内で運転される加熱装置1に圧力センサ5が対応し
て配置される。この圧力センサは図1の実施例では燃焼
空気送風機圧力側に配置されている。
【0030】図1に基づく実施例の燃焼空気送風機圧力
側に設けられた圧力センサ5は圧電抵抗的な圧電センサ
であり、このセンサは絶対圧力又は周囲空気に対する相
対的な圧力を検出することができる。
【0031】この圧力センサ5により、図示されていな
い電子制御装置を介して、調整可能な燃料配量ポンプ2
及び/又は調整可能な燃焼空気送風機3が起動制御され
る。特に、この圧力センサ5は、実際のλ値に対応する
ことのできる実際の圧力値を検知する。制御装置がこの
λ値を目標値(制御パラメータ)と比較して、固定の制
御法則に基づき燃焼空気送風機3及び/又は燃料配量ポ
ンプ2を制御する。検出されたλ値が目標値からそれる
と修正される。
【0032】加熱装置の試験時に(暖又は冷)、圧力セ
ンサ5が「ゼロ調整」される。このゼロ調整により加熱
装置1は所定のλ帯域にわたり問題なく運転されること
ができる。このゼロ調整は、所定の加熱装置5のそのつ
どの空気量への燃料量の適合、例えばノーマルゼロNN
での海抜高度への適合を意図している。このようにすれ
ば、このゼロ位置に関連して、加熱装置1のその後の運
転中に圧力センサ5により測定された圧力に所定の大き
さの変動が生じた際に、燃料配量ポンプ振動数及び/又
は燃焼空気送風機の回転数を適合させることができる。
【0033】燃焼空気送風機圧力側に配置された圧力セ
ンサ5により、瞬間的な周囲空気圧並びに瞬間的なシス
テム対向圧力が記録されることができる。圧力センサ5
が燃焼空気送風機圧力側に配置されていることにより、
加熱装置1に作用する大気の圧力変動のみならず、加熱
装置1のシステム固有の圧力障害をも修正することがで
きる。このことのために、次ぎの表から看取されるよう
に、圧力センサ5を燃焼空気送風機の運転前と運転中と
に評価することが必要である。
【0034】
【表1】
【0035】圧力センサ5の配置の別の実施例では、圧
力センサが外部で加熱装置1の領域内に配置されてい
る。
【0036】絶対圧力ピックアップ、例えば気圧計測定
セルとしての簡単な外部の圧力センサにより、実際の周
囲空気圧が測定され、かつ気圧に関する下記の高度代数
式 h=18.4km×1g pn/ph に基づき計算される。上式において、 h: ノーマルゼロNNの上方の実際の高度 pn: NNにおける圧力 ph: 実際の高度における実際の圧力 制御装置内に貯蔵された、配量ポンプ振動数fと測地学
上の高度hとの関連を表す特性曲線Kに基づき燃料量1
2が振動数変化により実際の測地学上の高度hに相応し
て自動的に適合(減少)される。
【0037】配量ポンプ振動数fと測地学上の高度hと
の間の可能な関連性が図2に示されている。図2にみら
れる段状ファンクションは任意に縮小又は拡大されるこ
とができる。
【0038】本発明は図示の実施例に制約されない。本
発明の別の構成は請求項2以下に記載した通りである。
【図面の簡単な説明】
【図1】燃焼室と熱交換器と燃焼空気送風機と燃料配量
ポンプとを備えた本発明の1実施例の燃料運転式加熱装
置の略示縦断面図である。
【図2】気圧的な高度代数式を利用した制御の1実施例
の特性曲線を示す図である。
【符号の説明】
1 加熱装置、 2 燃料配量ポンプ、 3 燃焼空気
送風機、 4 燃焼室、6 火炎スクリーン、 7 熱
交換器、 8 冷水供給導管、 9 温水供給導管、
11 燃焼空気、12 燃料、 13 排ガス、 14
排ガスリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス アルバー ドイツ連邦共和国 シュツットガルト シ ェムプシュトラーセ 24

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料配量ポンプ(2)及び/又は燃焼空
    気送風機(3)とを備えた燃料運転式加熱装置(1)に
    おいて、予め規定されたλ範囲内で運転される加熱装置
    (1)に圧力センサ(5)が対応して配置されており、
    この圧力センサにより制御装置を介して、調整可能な燃
    料配量ポンプ(2)及び/又は調整可能な燃焼空気送風
    機(3)が制御可能であることを特徴とする燃料運転式
    加熱装置。
  2. 【請求項2】 圧力センサ(5)が加熱装置(1)内で
    送風機送出側に配置されている、請求項1記載の加熱装
    置。
  3. 【請求項3】 圧力センサ(5)により、加熱装置のゼ
    ロ調整(周囲空気圧po umg、センサ圧力 po
    sens、システム対向圧力 po syst)が行わ
    れ、すなわちそのつどの燃焼空気量(11)への燃料量
    (12)の適合が行われ、これにより加熱装置(1)が
    予め規定されたλ範囲にわたり運転されるようになって
    いる、請求項2記載の加熱装置。
  4. 【請求項4】 ゼロ調整が加熱装置(1)の試験と一緒
    に行われる、請求項3記載の加熱装置。
  5. 【請求項5】 ゼロ調整のセンサ圧力(po sen
    s)に対する実際のセンサ圧力(p sens)の変化
    時に、燃料配量ポンプ振動数(f)及び/又は燃焼空気
    送風機回転数(n)が適合される、請求項3又は4記載
    の加熱装置。
  6. 【請求項6】 実際の周囲空気(p umg)又は実際
    のシステム対向圧力(p syst)の表示のために、
    次の場合、すなわち 1. 送風機停止状態での加熱装置運転 1.1 p sens<po sens=po umg
    >>>p umg<po umg 1.2 p sens>po sens=po umg
    >>>p umg>po umg 2. 送風機運転時の加熱装置運転 2.1 p sens<po sens=po umg
    >>>p umg<po umg 2.2 p sens>po sens=po umg
    >>>p syst>po syst 2.3 p sens>po sens=po umg
    >>>p umg>po umg を識別して、燃焼空気送風機停止状態において、もしく
    は燃焼空気送風機運転前および燃焼空気送風機運転中に
    実際のセンサ圧力(p sens)が評価され、この場
    合、 2.1と関係した1.1の場合にも2.2と関係した
    1.2の場合にも、燃料配量ポンプ振動数(f)の自動
    的な減少及び/又は燃焼空気送風機回転数(n)の自動
    的な増大が行われる、請求項5記載の加熱装置。
  7. 【請求項7】 圧力センサ(5)が外部で加熱装置の領
    域内に設けられている、請求項1記載の加熱装置。
  8. 【請求項8】 制御装置が、気圧的な高度代数式を考慮
    した特性曲線(K)に基づいて運転されており、その場
    合、測地学上の高度(h)と燃料配量ポンプ振動数
    (f)及び/又は燃焼空気送風機回転数(n)との間の
    関連が形成され、かつ燃料量(12)及び/又は燃焼空
    気量(11)が燃料配量ポンプ(2)の振動数の減少に
    より及び/又は燃焼空気送風機(3)の回転数の増大に
    より実際の測地学上の高度に相応して自動的に適合され
    る、請求項7記載の加熱装置。
  9. 【請求項9】 ピエゾ抵抗型の圧力センサ(5)が設け
    られている、請求項1から8までのいずれか1項記載の
    加熱装置。
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