Подогреватель с устройством для контроля пламени - RU2352870C2

Описание

Изобретение касается подогревателя воздуха для транспортного средства с горелкой и расположенным на ней теплоносителем, устройством для контроля горящего в горелке пламени и устройством для подачи нагретого воздуха через теплоноситель. Изобретение далее касается транспортного средства, которое снабжено подобным подогревателем воздуха.

В настоящий момент у транспортных средств, как, например, легковых автомобилей, грузовых автомобилей или кораблей и самолетов, все больше на первый план выступают требования по комфорту и удобству для пассажиров транспортных средств. Одновременно стали строже параметры, по которым оцениваются совместимость с окружающей средой и выброс вредных веществ транспортных средств.

С помощью подогревателя воздуха можно значительно улучшить комфорт в транспортном средстве, в частности, во время холодных дней и ночей осенью, зимой и весной. При помощи подогревателя воздуха воздух всасывается, например, из окружающей среды транспортного средства, затем нагревается подогревателем воздуха и впоследствии подается в салон транспортного средства.

Из патента Германии 19735079 А1 известен подогреватель воздуха, функционирующий на топливе, в частности подогреватель воздуха для транспортных средств, приводимый в действие независимо от двигателя, в котором чувствительный элемент распознавания пламени расположен в канале выхлопных газов. Посредством донного или, соответственно, полусферического датчика температуры и датчика температуры выхлопных газов контролируется и при необходимости ограничивается выброс CO₂ выхлопного газа.

Из патента Германии 10138821 А1 известен подогреватель воздуха и способ определения температуры выдувания нагретого воздуха подогревателя, у которых температура выдувания нагретого воздуха определяется при использовании температуры, измеренной датчиком температуры по характерной для прибора температурной модели.

Из патента Германии 19702339 А1 известен индикатор пламени для подогревателя воздуха, который выполнен в виде накаливающегося элемента внутри горелки.

В основу изобретения положена задача, создать транспортное средство с подогревателем воздуха, с помощью которого экономичным образом гарантируется безопасная работа подогревателя воздуха и который, в частности, мог соответствовать возросшим требованиям к незначительному выбросу вредных веществ.

Эта задача решается согласно изобретению с помощью названного вначале подогревателя воздуха для транспортного средства, у которого устройство для контроля пламени снабжено устройством для измерения температуры нагретого воздуха, протекающего через подогреватель воздуха. Далее, задача решается с помощью транспортного средства, которое снабжено подобным подогревателем воздуха согласно изобретению.

Согласно изобретению для контроля пламени в подогревателе воздуха применяются не дополнительные или, соответственно, специально предусмотренные для этого датчики, а используются уже имеющиеся в наличии устройства для контроля пламени.

Это происходит в то время, как измеряется температура протекающего через подогреватель нагретого воздуха, и на основе этого измеряемого сигнала делается вывод о наличии и надлежащем образовании пламени в горелке подогревателя воздуха. Например, для определенных режимов работы подогревателя воздуха определяются заданные температуры нагретого воздуха, и эти заданные значения сравниваются в собственном режиме подогревателя воздуха с измеренными фактическими значениями. Если появляются различия, это делает возможным вывод о качестве пламени.

С помощью контроля пламени согласно изобретению можно отказаться от обычного индикатора пламени, например, известного из патента Германии 19702339 А1 накаливающегося элемента. Контроль пламени согласно изобретению может быть реализован только посредством соответствующего согласования программного обеспечения устройства управления подогревателем воздуха. Упразднение индикатора пламени ведет к значительному сокращению стоимости изготовления подогревателя воздуха. Одновременно гарантируется безопасный и безотказный контроль пламени, так что подогреватель воздуха может безопасно эксплуатироваться и далее посредством соответствующего управления при относительно малом количестве вредных веществ.

При предпочтительном усовершенствовании изобретения устройство для измерения температуры нагретого воздуха, протекающего через подогреватель воздуха, снабжено первым датчиком для измерения температуры нагретого воздуха, выходящего из подогревателя. Температура выходящего нагретого воздуха при соответствующей обработке отражает настоящие температурные условия в горелке, так что, в частности, можно сделать вывод о наличии или отсутствии пламени.

При определенных режимах работы можно экономичным способом вычислить абсолютное значение температуры выходящего нагретого воздуха. Абсолютное значение может далее рассматриваться преимущественно в сочетании с другими величинами, и в соответствии с этим можно сделать вывод о качестве пламени в горелке.

В добавление к этому является возможным простой и одновременно точный контроль пламени в подогревателе воздуха согласно изобретению, в то время как устройство может вычислить градиент температуры выходящего нагретого воздуха. Так, например, может вычисляться повышение температуры нагретого воздуха на определенном отрезке времени во время запуска подогревателя воздуха и, например, посредством сравнения с заданным повышением температуры распознаваться контур пламени в горелке.

Точность контроля пламени согласно изобретению можно, в частности, повысить тем, что устройство снабжено вторым датчиком для измерения температуры нагретого воздуха, поступающего в подогреватель воздуха. С помощью подобного расположения при контроле пламени могут также учитываться и те помехи, которые возникают вследствии изменений вокруг подогревателя воздуха. Так, например, может распознаваться краткосрочное изменение наружной температуры и обусловленное этим охлаждение выходящего нагретого воздуха. Кроме того, с помощью контроля температуры поступающего нагретого воздуха могут также учитываться влияющие величины, которые обычно проявлялись бы только в дополнительных расходах на контроль пламени. Например, при длительной эксплуатации нагревается подогреватель воздуха в целом, что также оказывает влияние на протекающий через подогреватель нагретый воздух. От нагретого подогревателя воздуха также незначительно сильнее нагревается уже поступающий нагретый воздух, так что воздействие может учитываться уже посредством измерения его температуры.

Для того чтобы экономичным образом гарантировать достаточно точный контроль пламени, может быть достаточно, если устройство может вычислять абсолютное значение температуры поступающего нагретого воздуха.

Кроме того, может быть повышено качество контроля за счет того, что устройство может вычислять градиент температуры поступающего нагретого воздуха.

Для того чтобы, в частности, и далее минимизировать влияние колебаний температур в засасываемом воздухе и тем самым в подаваемом нагретом воздухе подогревателя, устройство для контроля пламени может вычислять предпочтительно разность абсолютных значений температур поступающего и выходящего нагретого воздуха.

Альтернативно или дополнительно является предпочтительным, если устройство для контроля пламени может вычислять разность градиентов температур поступающего и выходящего нагретого воздуха.

Тем самым, как разъяснено выше, может быть создано экономичное решение, причем является предпочтительным, если в качестве датчика для измерения температуры нагретого воздуха, выходящего из подогревателя, применяется уже имеющийся датчик перегрева на теплоносителе подогревателя воздуха.

Кроме того, преимущественно в качестве датчика для измерения температуры нагретого воздуха, поступающего в подогреватель воздуха, может быть предусмотрен датчик температуры на печатной плате в тракте всасывания нагретого воздуха. С помощью такого датчика может далее одновременно учитываться рабочая температура подогревателя воздуха в целом и вместе с тем также температура воздуха для горения, подаваемого в подогреватель воздуха.

Ниже подробно объясняется пример осуществления подогревателя воздуха согласно изобретению на основе приложенного схематического чертежа (вид сбоку в продольном разрезе).

На чертеже наглядно представлен подогреватель 10 воздуха, который, по существу, в виде цилиндрического кожуха 12 проходит вдоль оси 14.

В кожухе 12 в соответствии с чертежом, начиная с левой стороны, друг за другом расположены ротор 16 вентилятора подогревателя воздуха, устройство 18 управления для измерения температуры и горелка 20. Горелка 20 окружена теплоносителем 22.

В процессе эксплуатации подогревателя 10 воздуха нагретый воздух подается ротором 16 вентилятора подогревателя через кожух 12. При этом нагретый воздух поступает в соответствии с чертежом на левую торцевую сторону кожуха 12 через впуск 24 нагретого воздуха и выходит из кожуха 12 на правой торцевой стороне через выпуск 26 нагретого воздуха.

Во время движения потока через кожух 12 поступающий нагретый воздух обтекает устройство 18 управления для измерения температуры и затем нагревается на теплоносителе 22.

На устройстве 18 управления для измерения температуры в радиально-внешней краевой области расположен датчик 28 температуры печатной платы, с помощью которого может определяться рабочая температура печатной платы устройства управления и, кроме того, также абсолютное значение и градиент температуры поступающего нагретого воздуха. Далее, на подогревателе 10 воздуха на радиально-внешней краевой области теплоносителя 22 предусмотрен датчик 30 перегрева, который применяется для того, чтобы распознать опасность перегрева теплоносителя и с помощью которого можно определить абсолютное значение и градиент температуры нагретого воздуха, выходящего из подогревателя 10 воздуха.

Датчик 28 температуры печатной платы и датчик 30 перегрева соединены с устройством 18 управления посредством неизображенных сигнальных проводов. Устройство 18 управления для измерения температуры, со своей стороны, функционально связано с горелкой 20, так что можно регулировать подачу топлива и воздуха для горения к горелке 20.

Для того чтобы создать экономичный и одновременно точный контроль горящего в горелке 20 пламени, с помощью датчика 28 температуры печатной платы и датчика 30 перегрева создано устройство для контроля пламени. В этом устройстве температура нагретого воздуха, протекающего через подогреватель 10 воздуха, определяется с помощью обоих датчиков, и оценивается результат измерения.

При контроле абсолютная величина и градиент температуры нагретого воздуха, выходящего из подогревателя 10 воздуха, измеряются с помощью датчика 30 перегрева. Далее, при помощи датчика 28 температуры печатной платы измеряются абсолютное значение и градиент нагретого воздуха, поступающего в подогреватель воздуха.

Далее, устройство для контроля пламени содержит неизображенную схему, которая содержится в устройстве 18 управления для измерения температуры и с помощью которой вычисляется разность абсолютных значений температур поступающего и выходящего нагретого воздуха. Далее, определенные фактические значения сравниваются с заданными величинами, которые накапливаются в форме таблиц в памяти устройства 18 управления. При появлении здесь отклонений может, например, быть опознан контур пламени в горелке 20 и, соответственно, перезапущен подогреватель 10 воздуха.

В заключение следует отметить, что всем признакам, которые названы в заявочных документах и, в частности, в зависимых пунктах формулы изобретения, должна полагаться самостоятельная защита по отдельности или в любом сочетании.

Реферат

Изобретение предназначено для нагрева воздуха и может быть использовано в транспортной технике. Подогреватель воздуха для транспортного средства с горелкой и расположенным на ней теплоносителем, устройством для контроля горящего в горелке пламени и устройством для подачи нагретого воздуха через теплоноситель. Устройство для контроля пламени снабжено устройством для измерения температуры нагреваемого воздуха, протекающего через подогреватель воздуха. Устройство для измерения температуры снабжено первым датчиком для измерения температуры выходящего из подогревателя нагретого воздуха. Устройство для измерения температуры выполнено с возможностью вычисления градиента температуры вытекающего нагретого воздуха. Устройство для измерения температуры снабжено вторым датчиком для измерения температуры нагреваемого воздуха, поступающего в подогреватель. Устройство для измерения температуры выполнено с возможностью вычисления градиента температуры поступающего нагреваемого воздуха, а также разницы градиентов температур поступающего нагреваемого воздуха и выходящего нагретого воздуха. Изобретение обеспечивает повышение экономичности и безопасности работы подогревателя. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула