CH624204A5

CH624204A5 - Device on a gas, oil or coaldust furnace for controlling the fuel/air quantity ratio

Info

Publication number: CH624204A5
Application number: CH273776A
Authority: CH
Inventors: Guenther Dr Dipl Phys Heimke
Original assignee: Friedrichsfeld Gmbh
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1976-03-04
Publication date: 1981-07-15
Also published as: FR2304033A1; IT1056864B; GB1516042A; FR2304033B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung an einer Gas-, Öl- elektrisches Signal verwandelt werden, wie der Darstellung der oder Kohlestaubfeuerung zum Regeln des Brennstoff-Luftmen- Figur 2 entnommen werden kann. In der Figur 2 ist die an einem genverhältnisses. festkörperelektrolytischen, keramischen Sauerstoffionenleiter The invention relates to a device to be converted to a gas, oil-electrical signal, as can be seen in the illustration of the or coal dust firing for regulating the fuel-air volume. In Figure 2, the is on a ratio. solid electrolytic, ceramic oxygen ion conductor

Die Vollständigkeit des Verbrennungsvorganges in einem 35 abgreifbare Spannung in mV über der gleichen Abszisse wie in Gas-, öl- oder Kohlestaubbrenner kann über den Kohlenmon- Figur 1 aufgetragen, und zwar auch wieder mit der Temperatur oxidgehalt der Verbrennungsprodukte der Brenner Verhältnis- als Parameter. Es ist zu erkennen, dass bei Einsetzen einer massig gut erfasst werden. Dieser Kohlenmonoxidgehalt ist vollständigen Verbrennung eine drastische Spannungsänderung damit im wesentlichen auch repräsentativ für den Gehalt an in der Grössenordnung eines V2 V auftritt; sie ist weitgehend weiteren Schadstoffen in den Verbrennungsprodukten. Der 40 unabhängig von der Temperatur.—Aus der Darstellung der Zweck der Erfindung ist es, ein praktisch trägheitslos arbeiten- Figur 2 kann darüber hinaus entnommen werden, dass es auch des Anzeige- und ggf. Steuerorgan zur Verfügung zu stellen, mit möglich ist, das Erreichen einer nicht vollständigen Verbren-dessen Hilfe der Kohlenmonoxidgehalt am Ende einer Flamme nung vollständig zu vermeiden, da auch noch im Bereich eines oder am Ausgang einer Verbrennungskammer erfasst und ggf. leichten Sauerstoffüberschusses (dicht rechts neben dem Absgesteuert werden kann. Dabei kommt der trägheitslosen Erf as- 45 zisswert 0,50) eine Spannungsänderung um 20 bis 40 mV zur sung eine grosse Bedeutung zu, da erst sie es ermöglicht Steue- Verfügung stehen, mit deren Hilfe man eine Annäherung bei rungsvorgänge so schnell auszulösen, dass längerandauernde abnehmendem Sauerstoffgehalt an den Zustand nicht mehr Verunreinigungen der Verbrennungsprodukte mit Sicherheit vollständiger Verbrennung rechtzeitig erkennen und gegebeausgeschlossen werden können. nenfalls entsprechende Steuerungsmassnahmen durch Einfluss- The completeness of the combustion process in a 35 detectable voltage in mV over the same abscissa as in gas, oil or coal dust burners can be plotted over the carbon mon- Figure 1, again with the temperature oxide content of the combustion products of the burner ratio as a parameter. It can be seen that when one is inserted, it is recorded in good numbers. This carbon monoxide content is complete combustion, a drastic change in voltage so that it is essentially representative of the content of the order of magnitude of a V2 V; it is largely other pollutants in the combustion products. The 40 is independent of the temperature. From the description of the purpose of the invention it is to work practically without inertia. FIG. 2 can also be seen that it is also possible to provide the display and, if necessary, the control element, to avoid reaching an incomplete combustion, which helps to completely avoid the carbon monoxide content at the end of a flame, since it can also be detected in the area of or at the exit of a combustion chamber and, if necessary, a slight excess of oxygen (right to the right of the exhaust can be controlled Detected value of 0.50), a voltage change of 20 to 40 mV to the solution is of great importance, since this is the only way to make control available, with the help of which an approach to triggering processes can be triggered so quickly that there is a long-lasting decrease in oxygen content the condition of no more contamination of the combustion products with certainty complete combustion in time recognize and can be excluded. if necessary, appropriate control measures through

Es sind bereits viele Steuereinrichtungen für Brenneranla- so nähme auf das Brennstoff-Luftmengenverhältnis einleiten kann, There are already many control devices for burner systems that can initiate the fuel / air ratio,

gen bekannt, bei denen das als günstig angesehene Brennstoff- Da die Entstehung der für die Sauerstoffaktivität repräsentati-Luftmengenverhältnis nach vorgegebenen Werten möglichst ge- ven Spannungen auf Polarisationseffekten an der Oberfläche nau eingehalten wird. Solche Anlagen sind z.B. beschrieben des sauerstoffionenleitenden keramischen Festkörpers beruht, known in which the fuel, which is considered to be favorable, since the formation of the air quantity ratio representative of the oxygen activity according to predetermined values, the voltages on polarization effects on the surface are kept as close as possible. Such systems are e.g. described of the oxygen-ion-conducting ceramic solid,

worden in den DT-OS 2 330 962 und 2 335 843. folgt diese Spannung praktisch unmittelbar jeder Änderung des been in DT-OS 2 330 962 and 2 335 843. This voltage follows practically every change of the

Es sind auch bereits Einrichtungen zur Verbrennungsrege- ss Sauerstoffgehaltes. Jedenfalls liegen alle derartigen Spannungs- They are also devices for combustible oxygen content. In any case, all such voltage

lung an Dampfkesseln oder Industrieöfen beschrieben worden, änderungen im Bereich von Millisekunden, nach dem der Sau- described in steam boilers or industrial ovens, changes in the range of milliseconds after which the

mit deren Hilfe vorprogrammierte Brennstoff-Luftmengenver- erstoffgehalt sich geändert hat. with the help of which the pre-programmed fuel-air volume fuel content has changed.

hältnisse gemäss den Ergebnissen einer Abgasanalyse, insbe- Sauerstoffionenleitende keramische Festkörper der erfin-sondere durch Messen des Sauerstoffgehaltes der Äbgase, korri- dungsgemässen Art sind an sich bekannt. Sie bestehen z.B. aus giert werden (DT-AS 1 751 299 und DT-OS 2 326 395). Die 60 mit Kalziumoxid stabilisiertem Zirkondioxid, das z.B. in Form zuletzt erwähnten Einrichtungen zur Verbrennungsregelung von einseitig geschlossenen Rohren dicht gesintert worden ist. Conditions according to the results of an exhaust gas analysis, in particular ceramic solids which conduct oxygen ions and which are invented by measuring the oxygen content of the exhaust gases, are known per se. They exist e.g. be tolerated (DT-AS 1 751 299 and DT-OS 2 326 395). The 60 zirconia stabilized with calcium oxide, e.g. has been densely sintered in the form of the last-mentioned devices for combustion control of pipes closed on one side.

weisen jedoch noch eine beträchtliche Totzeit zwischen der An der eigentlichen Messstelle, meist dem einseitig geschlosse-Änderung des Zustandes des Verbrennungsgases und der Erfas- nen Ende dieser Rohre, sind sie in an sich bekannter Weise mit sung dieser Änderung durch ein Messorgan auf. Diese Totzeit porösen Platinelektroden versehen, von denen Platindrähte die ist dadurch bedingt, dass die Analyse des Verbrennungsgases 65 elektrische Spannung abzugreifen gestatten. Der Innenseite die- However, if there is still a considerable dead time between the change at the actual measuring point, usually the one-sided closed change in the state of the combustion gas, and the detection of the end of these pipes, they are in a manner known per se with the solution of this change by a measuring element. This dead time is provided with porous platinum electrodes, of which platinum wires are caused by the fact that the analysis of the combustion gas 65 allows electrical voltage to be tapped. The inside of this

auf seinen Sauerstoffgehalt ausserhalb des Verbrennungsrau- ser einseitig geschlossenen Rohre kann in ebenfalls bekannter mes oder des Abgaskanals erfolgt. Da die Analyse der Verbren- Weise Luft zugeführt werden, um den Vergleichssauerstoffge- its oxygen content outside the combustion chamber can be closed in pipes which are also known or in the exhaust gas duct. Since the analysis of the combustion way air is supplied to the comparison oxygen

nungsgase, z.B. die Bestimmung ihres Sauerstoffgehaltes, nach halt konstant zu halten. gases, e.g. the determination of their oxygen content to keep them constant.

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Da sich das Ende einer Flamme meistens bewegt und der Verbrennungsvorgang auch nicht in jedem Fall am durch sein Leuchten erkennbaren Ende der Flamme abgeschlossen ist, Since the end of a flame usually moves and the combustion process is not always completed at the end of the flame that can be recognized by its glow,

muss das Bestimmen des genauen Ortes für die Anordnung des Detektors im Einzelfall durch Verschieben im Bereich des 5 must determine the exact location for the arrangement of the detector in individual cases by moving it in the area of the 5th

sichtbaren Flammenendes erfolgen. Versuche haben gezeigt, visible flame end. Experiments have shown

dass es bei sehr unterschiedlichen Grössen von Brennern und auch bei verschiedenen Leistungsstufen des gleichen Brenners stets eine einzige Stellung gibt, die für den Verbrennungszustand des Brenners und damit für seinen Kohlenmonoxidgehalt 10 hinreichend repräsentativ ist und gleichzeitig eine Anzeige von mehr als 10mV gewährleistet, falls der Verbrennungszustand vom gewünschten Wert abweicht. that with very different sizes of burners and also with different power levels of the same burner, there is always a single position that is sufficiently representative of the combustion state of the burner and thus of its carbon monoxide content 10 and at the same time guarantees an indication of more than 10 mV if the combustion state deviates from the desired value.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: 1 s Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings. It shows: 1 s

Figur 3 ein erstes Ausführungsbeispiel; Figure 3 shows a first embodiment;

Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel. Figure 4 shows a second embodiment.

Mit der Vorrichtung kann der Kohlenmonoxidgehalt der Flamme verfolgt werden. Nutzt man die drastische Spannungsänderung aus, die, wie in Figur 2 gezeigt ist, beim Umschlag 20 vom oxidierenden zum reduzierenden Verbrennungszustand entsteht, so kann die erfindungsgemässe Vorrichtung gleichzeitig als Notabschalteinrichtung benutzt werden. The carbon monoxide content of the flame can be monitored with the device. If one takes advantage of the drastic change in voltage which, as shown in FIG. 2, arises in the envelope 20 from the oxidizing to the reducing combustion state, the device according to the invention can be used simultaneously as an emergency shutdown device.

Zum Regeln des Brennstoff-Luftmengenverhältnisses werden die Spannungsänderungen am Detektor ausgewertet. Die 25 vom Detektor gelieferte elektrische Spannung wird einem Steuerglied zugeführt, durch welches das Brennstoff-Luftmengen-verhältnis so eingestellt wird, dass der günstigste Verbrennungszustand aufrechterhalten wird. The voltage changes at the detector are evaluated in order to regulate the fuel-air quantity ratio. The electrical voltage supplied by the detector is fed to a control element, by means of which the fuel / air quantity ratio is set in such a way that the most favorable combustion state is maintained.

Die Detektoren, wie sie für die erfindungsgemässen Vor- 30 richtungen vorgesehen werden, die einen sauerstoffionenleiten-den keramischen Festkörper enthalten, müssen sich für ihre einwandfreie Funktion auf einer Temperatur von mehr als 500° C befinden. Dies wird bei der erfindungsgemässen Anordnung des Brenners kurze Zeit nach seiner Inbetriebnahme stets 15 der Fall sein. Soll jedoch auch während einer Anfahrperiode des Brenners sichergestellt sein, dass keine Verbrennungszustände auftreten, bei denen Kohlenmonoxid im Verbrennungsprodukt auftritt oder auftretendes Kohlenmonoxid vorgegebene Mengen nicht überschreitet, so kann der Detektor mit einer Zusatzhei- 40 zung versehen werden, die ihn stets auf einer Temperatur oberhalb 500° C hält. Soll dies auch bei erster Inbetriebnahme des Brenners gewährleistet sein, so muss ein Verzögerungsglied vorgesehen werden, das die Brennstoff- und/oder Luftzufuhr erst freigibt, nachdem der sauerstoffionenleitende keramische 45 Festkörperdetektor seine Betriebstemperatur erreicht hat. Als Explosionsschutz kann ein Drahtnetz angeordnet werden, das alle beheizten Teile des Detektors umgibt. The detectors, as they are provided for the devices according to the invention, which contain a ceramic solid which conducts oxygen ions, must be at a temperature of more than 500 ° C. for their proper functioning. In the arrangement of the burner according to the invention, this will always be the case shortly after it has been started up. However, if it is to be ensured during a burner start-up period that no combustion conditions occur in which carbon monoxide occurs in the combustion product or carbon monoxide occurring does not exceed predetermined amounts, the detector can be provided with an additional heater which always keeps it at a temperature above 500 ° C holds. If this is also to be ensured when the burner is started up for the first time, a delay element must be provided, which only releases the fuel and / or air supply after the ceramic ion detector, which conducts oxygen ions, has reached its operating temperature. A wire mesh that surrounds all heated parts of the detector can be arranged as explosion protection.

Die durch die erfindungsgemässe Vorrichtung erreichten Vorteile sind primärer und sekundärer Art. Primär wird der so Kohlenmonoxidgehalt im Abgas auf jeden gewünschten Wert herabgesetzt. Dies ergibt einige sekundäre entscheidende Vorteile: Durch das Vermeiden des Auftretens von Verbrennungs-zuständen, bei denen Kohlenmonoxid im Verbrennungsgas enthalten ist, wird auch die Bildung weiterer Schadstoffe weitge- ss hend vermieden oder kann in engen Grenzen erheblich genauer als bisher eingeregelt werden. Hier wirkt sich besonders die Vermeidung praktisch jeglicher Totzeit zwischen einer Erfassung der Änderung des Verbrennungsvorganges und seiner Ausregelung günstig aus. Dies hat entscheidende Vorteile für 60 die Umweltbelastung durch die Verbrennungsgase. Darüber hinaus jedoch lässt sich mit der erfindungsgemässen Vorrichtung auch eine erhebliche Energieeinsparung erzielen. Zum sicheren Vermeiden des Auftretens grösserer Mengen von Kohlenmonoxid im Verbrennungsgas musste man nämlich bisher « mit einem erheblichen Luftüberschuss fahren. Durch die zuverlässige und erheblich genauere Einhaltung gewünschter Verbrennungszustände ist es möglich, die Brennstoff-Luftmengenverhältnisse erheblich näher an den optimalen Verbrennungszustand heran zu nehmen. The advantages achieved by the device according to the invention are primary and secondary. Primarily the carbon monoxide content in the exhaust gas is reduced to any desired value. This results in some secondary decisive advantages: by avoiding the occurrence of combustion conditions in which carbon monoxide is contained in the combustion gas, the formation of further pollutants is largely avoided or can be regulated within narrow limits much more precisely than before. The avoidance of practically any dead time between the detection of the change in the combustion process and its regulation has a particularly favorable effect here. This has decisive advantages for the environmental impact of the combustion gases. In addition, however, considerable energy savings can also be achieved with the device according to the invention. In order to safely avoid the occurrence of large amounts of carbon monoxide in the combustion gas, it was previously necessary «to drive with a substantial excess of air. By reliably and considerably more precisely observing the desired combustion conditions, it is possible to take the fuel-air ratio considerably closer to the optimal combustion condition.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in Figur 3 für den Fall eines Brenners, der mit einer Brennkammer ausgerüstet ist, dargestellt: Darin bedeuten 1 und 2 die Brennstoff- bzw. Luftzufuhrleitungen, 3 die Aggregate zum Einstellen des Brennstoff-Luftmengenverhältnisses, 4 und 5 die Leitungen, die den Brennstoff bzw. die Luft dem Brenner 6 zuführen. Mit 7 ist die Brennkammer des Brenners bezeichnet, mit 8 der eigentliche Brennraum und mit 9 der Abzugskanal für die Verbrennungsgase. 10 bezeichnet den sau-erstoffionenleitenden keramischen Festkörperdetektor mit seiner Halterung und gegebenenfalls Heizung. Mit 11 ist die Leitung gekennzeichnet, durch die das elektrische Signal des Detektors einem Anzeige- oder Messwertverarbeitungsgerät 12 zugeführt wird. Zum Steuern des Kohlenmonoxidgehalts an den Flammen und/oder den Verbrennungsprodukten wird das Brennstoff-Luftmengenverhältnis über die Leitung 13 durch das Messwert-Verarbeitungsglied 12 beeinflusst. An embodiment of the device according to the invention is shown in FIG. 3 for the case of a burner equipped with a combustion chamber: 1 and 2 mean the fuel or air supply lines, 3 the units for setting the fuel / air ratio, 4 and 5 the Lines that supply the fuel or air to the burner 6. With 7 the combustion chamber of the burner is designated, with 8 the actual combustion chamber and with 9 the exhaust duct for the combustion gases. 10 designates the oxygen-ion-conducting ceramic solid-state detector with its holder and possibly heating. 11 denotes the line through which the electrical signal of the detector is fed to a display or measured value processing device 12. To control the carbon monoxide content of the flames and / or the combustion products, the fuel / air ratio is influenced via the line 13 by the measured value processing element 12.

Beim Versuchsbetrieb einer erfindungsgemässen Vorrichtung war es bei ununterbrochenem mehrtägigem Betrieb möglich, das Auftreten von Kohlenmonoxid vollständig zu vermeiden, obgleich Gase unterschiedlicher Herkunft und Zusammensetzung benutzt wurden und der Feuchtegehalt der Verbrennungsluft durch Einblasen zerstäubten Wassers in weiten Grenzen verändert wurde. Dabei war der Brenner auf einen Luftüberschuss von nur 0,5 % eingestellt. Die Messung des Kohlen-monoxidgehaltes erfolgte dabei unabhängig von dem erfin-dungsgemäss angeordneten Detektor durch Entnahme einer Gasprobe über eine Rohrleitung, wobei die Entnahmeöffnung dicht neben dem Detektor angeordnet war. Dies Versuchsergebnis bestätigt die Vorteile dieser Vorrichtung, die sich übrigens noch durch besondere Einfachheit und damit naturgemäss Störunempfindlichkeit auszeichnet. In the test operation of a device according to the invention, it was possible to completely avoid the occurrence of carbon monoxide during uninterrupted operation for several days, although gases of different origins and compositions were used and the moisture content of the combustion air was changed within wide limits by blowing in atomized water. The burner was set to an air excess of only 0.5%. The measurement of the carbon monoxide content was carried out independently of the detector arranged according to the invention by taking a gas sample via a pipeline, the removal opening being arranged close to the detector. This test result confirms the advantages of this device, which by the way is still characterized by particular simplicity and thus naturally insensitive to interference.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Figur 4 schematisch dargestellt. Darin bedeuten 1 die Brennstoff-, 2 die Luftzufuhr, 3 ein Aggregat oder eine Gruppe von Aggregaten, die der Einstellung des Brennstoff-Luftmengenverhältnisses dienen, 4 und 5 die Zuleitungen von Brennstoff und Luft zum Brenner 6. Im Brennraum 7 ist der erste festkörperelektrolytische Sauerstoffdetektor 10 zur Feststellung des Kohlenmonoxidgehaltes im Bereich des Flammenendes angeordnet. Im Rauchgaskanal 9 ist der zweite festkörperelektrolytische Sauerstoffdetektor 14 eingebaut, der der Bestimmung des Sauerstoffgehaltes der Verbrennungsprodukte dient. Die beiden festkörperelektrolytischen Sauerstoffdetektoren 10 und 14 sind über die Leitungen 11 und 15 mit einem Messwertverarbeitungsglied 12 verbunden. Dieses Messwertverarbeitungsglied enthält alle elektrischen und elektronischen Bauteile, die zur Aufrechterhaltung und Steuerung des einwandfreien Betriebes der Sauerstoffdetektoren 10 und 14 notwendig sind. Die entsprechenden Steuerungen für die Detektoren erfolgen ebenfalls über die Leitungen 11 und 15. Diese Leitungen 11 und 15 bestehen also aus Kabelbündeln, die auch noch die Leitungen für die Zufuhr der Referenzluft an die Vergleichselektrode der festkörperelektrolytischen Sauerstoffdetektoren enthalten. Das Messwertverarbeitungsglied 12 enthält ausserdem alle an sich bekannten elektrischen Hilfsmittel, mit deren Hilfe das vom Detektor 14 gelieferte elektrische Signal in elektrische Steuerbefehle umgesetzt wird, die über die Leitung 13 das Brennstoff-Luftmengen-verhältnis in den entsprechenden Aggregaten 3 beeinflusst. Ausserdem enthält das Steuerglied 12 die elektrischen oder elektronischen Bestandteile, mit deren Hilfe das elektrische Signal, das über die Leitung 11 von dem den Kohlenmonoxidgehalt erfassenden Detektor 10 kommt, zur Einwirkung auf die Einstellung des Brennstoff-Luftmengenverhältnisses in den Aggregaten 3 über die Leitung 13 verarbeitet wird. Diese Verarbeitung des elektrischen Signals aus dem Detektor 10 über die Another exemplary embodiment is shown schematically in FIG. Therein 1 means the fuel supply, 2 the air supply, 3 an aggregate or a group of aggregates which serve to adjust the fuel-air quantity ratio, 4 and 5 the supply lines of fuel and air to the burner 6. In the combustion chamber 7 there is the first solid-state electrolytic oxygen detector 10 arranged to determine the carbon monoxide content in the area of the flame end. The second solid-state electrolytic oxygen detector 14 is installed in the flue gas duct 9 and serves to determine the oxygen content of the combustion products. The two solid-state electrolytic oxygen detectors 10 and 14 are connected via lines 11 and 15 to a measured value processing element 12. This measured value processing element contains all electrical and electronic components which are necessary for maintaining and controlling the correct operation of the oxygen detectors 10 and 14. The corresponding controls for the detectors also take place via lines 11 and 15. These lines 11 and 15 thus consist of cable bundles which also contain the lines for the supply of the reference air to the comparison electrode of the solid-state electrolytic oxygen detectors. The measured value processing element 12 also contains all electrical aids known per se, with the aid of which the electrical signal supplied by the detector 14 is converted into electrical control commands which influence the fuel / air quantity ratio in the corresponding units 3 via the line 13. In addition, the control element 12 contains the electrical or electronic components, with the aid of which the electrical signal, which comes from the detector 10 detecting the carbon monoxide content via the line 11, is processed via the line 13 to influence the setting of the fuel / air ratio in the units 3 becomes. This processing of the electrical signal from the detector 10 via the

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Leitung 11 in dem Messwertverarbeitungsglied 12 kann auch Einsatz in Brennräumen, Abgas- oder Rauchgaskanälen genü- Line 11 in the measured value processing element 12 can also be used in combustion chambers, exhaust gas or flue gas ducts.

einschliessen, dass bei Uberschreiten eines gewissen Grenzwer- gen, sind mit einem Drahtnetz versehen, das alle Teile, die sich tes der Brenner vollständig abgeschaltet wird. auf der Betriebstemperatur befinden, umgibt. Include that when a certain limit is exceeded, are provided with a wire mesh that completely shuts off all parts of the burner. are at the operating temperature.

Aus der Darstellung der Figur 4 geht besonders deutlich Der mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 erzielte Vor-hervor, dass sich die beiden Detektoren 10 und 14, die jeder 5 teil besteht primär darin, dass die entscheidenden Funktionen völlig unabhängig voneinander arbeiten, doch gegenseitig kon- der Abgasanalyse unmittelbar im Brennraum selbst erfolgen, trollieren. Damit weist diese erfindungsgemässe Ausführungs- Daher können alle Steuermassnahmen zum Beeinflussen des form einen erheblich höheren Grad an Sicherheit auf, als bishe- Brennstoff-Luftmengengemisches praktisch ohne Totzeit, d.h. rige Brenner-Steuerungssysteme. innerhalb von Millisekunden ausgelöst werden, so dass günstig-Beim Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist es zweckmässig, 10 ste Verbrennungsverhältnisse über längere Zeiträume kontinu-den ersten festkörperelektrolytischen Sauerstoff de tektor 10 im ierlich aufrechterhalten werden können. Dies hinwiederum erBereich der Flammenspitze des zu steuernden Brenners anzu- gibt die sekundären Vorteile einer erheblichen Brennstoffeinordnen. Wenn auch bereits beim Anfahren eines Brenners eine sparung, da die viel präzisere Steuerung des Brennstoff-Luft-Überwachung und gegebenenfalls Steuerung des Kohlenmon- mengenverhältnisses es gestattet, dieses Verhältnis erheblich oxidgehaltes notwendig ist, so kann es vorteilhaft sein, auch den 15 näher an den günstigsten Verbrennungszustand heranzuführen, ersten festkörperelektrolytischen Sauerstoffdetektor 10 zu be- ohne in die Gefahr zu geraten, in Verbrennungszustände mit heizen. Aus sicherheitstechnischen Gründen ist es vorteilhaft, schädlicher Abgaszusammensetzung zu geraten. Damit ist zu-beim Anfahren des Brenners eine Verzögerungszeit vorzuse- gleich der andere sekundäre Vorteil des erfindungsgemässen hen, die das Einbringen eines zündfähigen Gemisches aus Vorgehens genannt, nämlich die erheblich präzisere Vermei-Brennstoff und Luft in den Brennraum erst zulässt, wenn der 20 dung von Verbrennungszuständen, bei denen umweltschädliche erste 10 und gegebenenfalls auch der zweite Sauerstoffdetektor Verbindungen im Abgas in Mengen auftreten können, die eine 14 seine Betriebstemperatur erreicht hat. In vielen Fällen wird merkliche Umweltbelastung darstellen. Diese Vorteile werden es genügen, den ersten festkörperelektrolytischen Sauerstoffde- besonders wirksam, wenn Brenner mit unterschiedlichen tektor 10, der der Feststellung des Kohlenmonoxidgehaltes Brennstoffen, z.B. Gasen unterschiedlicher Herkunft oder Ga-dient, auch als Grenzwertgeber zu benutzen, durch den bei 25 sen oder Ölen, die zwar die selbe Handelsbezeichnung tragen, Uberschreiten einer gewissen Signalgrösse ein Abschalten des trotzdem jedoch in ihrer Zusammensetzung verschieden sind, Brenners erfolgt. verwendet werden müssen. Ausserdem gestattet die Erfindung The illustration in FIG. 4 shows particularly clearly that the foregoing achieved with the exemplary embodiment in FIG. 4 shows that the two detectors 10 and 14, each of which consists of 5 parts, are primarily that the decisive functions work completely independently of one another, but mutually - the exhaust gas analysis is carried out directly in the combustion chamber itself, troll. This means that all of the control measures for influencing the shape can have a considerably higher degree of safety than hitherto. burner control systems. are triggered within milliseconds, so that it is expedient — in the exemplary embodiment in FIG. 4, it is expedient to be able to continuously maintain the first solid-state electrolytic oxygen detector 10 over longer periods of time. This, in turn, indicates the area of the flame tip of the burner to be controlled, which gives the secondary advantages of considerable fuel classification. If there is already a saving when starting up a burner, since the much more precise control of the fuel-air monitoring and, if necessary, control of the carbon quantity ratio, this ratio with a considerable oxide content may be necessary, it may also be advantageous to bring the 15 closer to the to bring about the most favorable combustion condition, to use the first solid-state electrolytic oxygen detector 10 without running the risk of heating in the combustion conditions. For safety reasons, it is advantageous to have a harmful exhaust gas composition. This means that when the burner starts up, a delay time must be anticipated - the other secondary advantage of the method according to the invention, which is the introduction of an ignitable mixture from the process, namely the considerably more precise avoidance fuel and air into the combustion chamber only when the 20 dung Combustion states in which environmentally harmful first 10 and possibly also the second oxygen detector compounds can occur in the exhaust gas in amounts that a 14 has reached its operating temperature. In many cases there will be noticeable environmental pollution. These advantages will suffice to make the first solid-state electrolytic oxygen detector particularly effective if burners with different tectors 10 are used to determine the carbon monoxide content of fuels, e.g. Gases of different origins or Ga-serve, also to use as a limit indicator, by means of which burner occurs when 25 sen or oils, which have the same trade name, exceed a certain signal size, but their composition is different. must be used. The invention also allows

Festkörperelektrolytische Sauerstoffdetektoren, die durch das Aufrechterhalten optimaler Verbrennungszustände bei eine Zusatzheizung auf ihrer Betriebstemperatur gehalten wer- grösseren Dichteänderungen sowie bei starken Abweichungen den und die den sicherheitstechnischen Anforderungen für den 30 der Luftfeuchte vom Normalwert. Solid-state electrolytic oxygen detectors, which are kept at their operating temperature by maintaining optimal combustion conditions with additional heating, larger density changes and in the event of large deviations from and the safety requirements for the 30 atmospheric humidity from the normal value.

C C.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

624 204 2 PATENT CLAIMS the previously proposed process outside the flame

1. Apparatus on a gas, oil or coal dust combustion menraumes or the combustion chamber, Rohrlei had to be provided to regulate the fuel-air ratio, thereby, by which these combustion gases characterized that a solid electrolytic oxygen were supplied to the analyzers. In these pipeline detectors (10) in the combustion chamber (7) in the area of the flame to 5, the achievable flow velocities are limited, determining the CO content in the combustion products when vortex formation and thus a further reduction is arranged. who wants to avoid flow velocity. As a result

2. Device according to claim 1, characterized, are necessarily the above-mentioned dead times with that that the solid-state electrolytic oxygen detector (10) in the already mentioned consequences.

Area of the flame tip of the burner to be controlled 10 The invention is based on the object, this dead time is net. to avoid and an electrical measured value is available

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the carbon monoxide content at the end is that a second solid-state electrolytic oxygen detector can be assigned to a combustion chamber.

(14) in the area of the exit of the combustion chamber (7) This task is accomplished by the one mentioned in the introduction. 15 characterizing part of claim 1

4. Device according to one of the preceding claims, features having device solved.

characterized in that the first solid electrolytic - that the determination of the oxygen activity at the end of the see oxygen detector (10) has a heater. Combustion process a clear measure of the coal

5. Device according to one of the preceding claims, provides monoxide content of the combustion product, can be characterized in that the first solid electrolytic 20 hand of the drawing in Figure 1 are explained. In this see oxygen detector (10) additionally as a limit value drawing, the log of the oxygen partial pressure serves as a function which, when a permissible CO value is exceeded, switches off the oxygen addition to carbon monoxide or hydrogen in the burner. different temperatures applied. The oxygen par

6. Device according to one of the preceding claims, the partial pressure of a gas is the oxygen activity in excellent - characterized in that a delay element provided 25 approximation proportional. It can be seen from the illustration in FIG. 1 that the fuel and / or air supply only releases the fact that the changeover from incomplete to complete after the first solid-state electrolytic oxygen detector diger combustion by a drastic increase in acid (10) Has reached operating temperature. partial pressure is marked (decrease in the negative log of the oxygen partial pressure). This change in the oxygen activity or the oxygen partial pressure can be carried out directly by a solid-state electrolytic oxygen detector