CN104813105A - 用于在气或油燃烧器中进行燃烧调节的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在具有可变的燃烧功率(A，B，C)的气或油燃烧器(1)中进行燃烧调节的方法，其中，利用电离电极(4)在与所述气或油燃烧器(1)的燃烧器表面(3)的间距d下检测至少一个火焰电离值(5，6，7)。本发明目的在于，识别并且特别是在燃烧调节时考虑电离电极和燃烧器表面之间的间距的改变。根据本发明的方法的特征在于，在第一燃烧功率(A)下检测至少一个第一电离值(5)，并且在第二燃烧功率(B)下检测第二电离值(6)，所述第二燃烧功率大约相应于中等燃烧功率，其中，对所述第一电离值(5)和所述第二电离值(6)进行相互比较。

Description

用于在气或油燃烧器中进行燃烧调节的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1所述的前序部分的用于在气或油燃烧器中进行燃烧调节的方法。

在所述方法中利用电离电极检测至少一个火焰电离值(火焰电离信号)、例如电离电流，所述电离电极以与燃烧器表面的一个间距布置。为此，将通常为交流电压的电压施加到电离电极上，而将燃烧器表面接地。

背景技术

例如由DE 39 37 290 A1公知的是，检测并且在燃烧调节时考虑实际在燃料空气混合气中存在的燃料用空气量相对于用于化学计量上的燃烧所需的燃烧用空气量的比例关系、所谓的空气系数。在此，利用电离电极确定与空气系数相关的电离值。在此充分利用的是，由燃烧反应形成了离子和电子，所述离子和电子产生导电性。在最简单的情况下，电离电极用作简单的火焰检测器或火焰探测器。

在DE 44 33 425 C2中公知了一种以SCOT(System ControlTechnology(系统控制技术))的名称公知的分析电路，其中，通过电离电极检测电离电流，所述电离电流与燃烧空气混合气的空气系数有关。也就是说，通过测量电离值实现了燃烧调节，其中，基于电离值调节燃烧空气混合气的组成成分。

在此，电离值和空气系数之间的关系也与气或油燃烧器的燃烧功率有关。与此相应地，通常至少在中等燃烧功率范围内进行校准。由DE 102010 026 389 A1公知了一种下述方法，其中，基于与气或油燃烧器的燃烧功率有关的特征曲线进行燃烧调节。在此，借助于电离值确定基于燃烧空气混合气量的燃烧功率。因此可能的是，在测量空气系数时借助于电离电极考虑例如由风压、污染和诸如此类对燃烧功率的消极影响。

然而为了基于电离值准确地确定空气系数，必须已知燃烧器表面和电离电极之间的间距大小。所述间距例如可能由于制造公差或者由于电极的弯曲而与计算的或设置的间距、即额定间距存在偏差。在此，在对燃烧器进行结构设计时确定额定间距，此外在燃烧器表面的构型和材料、电离电极的构型和材料、单位面积的燃烧功率、燃烧功率的调节范围、燃烧室构型等参数的影响下确定额定间距。

间距的重要性的原因在于，电离值与在燃烧器表面上的火焰大小有关或者与火焰在燃烧器表面和电极之间的间距内跨过多少距离或甚至超过电离电极多少距离有关。在小的燃烧功率并且与此相应的小的火焰下，火焰与电离电极的距离是相对远的。与此相应地，由电离电极仅仅检测出相对小的电离值。在中等燃烧功率下，火焰到达电离电极，也就是说，跨越燃烧器表面和电极之间的间距。与此相应地可能检测出最大电离值。在增大燃烧功率并且因此形成较大的火焰时，火焰延伸超出电离电极。因此，部分的火焰不再影响电离值。火焰通常也稍微从燃烧器表面升起，由此形成冷的、不良地传导电流的区域。因此又使电离值减小。

也就是说，电离电极关于燃烧器表面的位置改变导致测量出的电离值与实际的电离值存在偏差。因此不能准确地调节。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种方法，利用所述方法可以检测电离电极与燃烧器表面的间距的偏差。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1所述特征的方法实现。由从属权利要求得出有利的进一步方案。

所述方法的特征在于，在第一燃烧功率下检测至少一个第一电离值，并且在第二燃烧功率下检测第二电离值，所述第二燃烧功率大约相应于中等燃烧功率，其中，对第一电离值和第二电离值进行相互比较。

在所述方法中充分利用下述知识，即通常这样选择电离电极的位置(间距)，以使得大约在中等燃烧功率下相应的电离值具有最大值。在此，在最大功率和最小功率之间的功率称为中间功率，所述中间功率能够相对自由地预定并且不是绝对相应于算术意义上的平均功率。通过测量两个电离值，其中，在第一燃烧功率下测定第一电离值，并且在相应于中等燃烧功率的第二燃烧功率下测定第二电离值，也就是说，可以确定第一电离值是否小于、等于或大于第二电离值。当第一电离值等于或大于第二电离值时，电离电极不处于与燃烧器表面的假定的、标称的间距下，而是处于较小的或较大的、即偏离的间距下。与此相应地，不能准确地进行燃烧调节。通过发出相应的偏差提示，其中必要时也可以停止气或油燃烧器的运行，可以为使用者显示出电离电极相对于燃烧器表面的偏差位置。因此可以促使修正。

选择一个燃烧功率作为中等燃烧功率，该燃烧功率相应于当电离电极相对于燃烧器表面以额定间距布置时的最大电离值。在此，额定间距理解为燃烧器表面和电离电极之间的下述间距，所述间距在结构上预定，也就是说所述间距应该在电离电极的根据规定的装配和取向下给定。所述额定间距和相应的在最大电离值下得到的中等燃烧功率是理论值，在结构设计中计算出所述理论值。通过根据本发明的方法可以检测出与这些值的偏差。

通过特别是逐步地改变燃烧功率也可以测定最大电离值，其中，下述燃烧功率存储为中等燃烧功率，在所述燃烧功率下产生电离值的最大值。必要时也可以存在多个最大值。在此，这涉及曲线形状的改变。由此例如可以通过工厂预设或者在最初的调试时定义中等燃烧功率，并且因此识别电离电极与燃烧器表面的间距的以后的改变。在此，不是绝对需要准确的最大值或相应的燃烧功率，在所述燃烧功率下产生所述最大值，以便通过比较电离值可以识别所述间距与标称的间距的偏差。

优选地，在第三燃烧功率下检测至少一个第三电离值，其中，必要时第一燃烧功率小于中等燃烧功率，并且第三燃烧功率大于中等燃烧功率。因此，可以更精确地确定电离电极与燃烧器表面的间距。当所述间距相应于额定间距时，因为第二电离值是最大的，那么不但第一电离值而且第三电离值小于第二电离值。如果与此相反第一电离值大于第三电离值，那么间距是较小的。当第三电离值大于第二和第一电离值时，那么电离电极和燃烧器表面之间的间距是过大的。

为了给相应的功率配置相应的电离值，优选地在不同的功率点下调节化学计量上的混合并且测量离子电流、特别是最大离子电流。例如由DE 195 39 568 Cl公知了一种用于确定最大值的方法。

优选地，对第一、第二和必要时第三电离值重复地进行检测并且进行相互比较，其中，特别是以能预定的时间间隔进行所述检测和比较。因此，实现了持续地监测电离电极和燃烧器表面之间的间距，并且由此实现燃烧调节的高可靠性。因此，例如通过机械的力作用或者材料疲劳可靠地识别间距的变化。

为了提高运行可靠性可以设置，即当第一电离值和/或必要时第三电离值大于第二电离值时，则进行发出通知。在所述情况中，存在偏差取向或者间距的改变，从而不再确保准确的燃烧调节。通过发出通知、例如偏差信号可以向使用者指出所述偏差，从而能够立即消除偏差。因此使不进行最优燃烧调节的持续时间保持为很小的。

在一个优选的进一步方案中，基于测量的电离值推断出事实上的、与额定间距存在偏差的在燃烧器表面和电离电极之间的实际间距，并且将相应于实际间距的特征曲线作为所述燃烧调节的基础。，其中，特别是与间距进行自动地匹配。也就是说，基于近似计算的间距实现使额定电离值与实际电离值相匹配。因此，也在所述间距改变时，实现极好的燃烧调节。为此，可以存储用于不同间距的电离特征曲线。

附图说明

附图示出本发明的实施例，并且在附图中：

图1a-1c示出了在低的、中间和高的燃烧功率下的气或油燃烧器，和

图2示出具有与间距有关的电离特征曲线的图表。

具体实施方式

在图1a至1c中示出气或油燃烧器1，所述气或油燃烧器在不同的燃烧功率下运行。出于简明的目的，下面将气或油燃烧器1简称为燃烧器。

在图1a中，燃烧器以第一燃烧功率A运行，所述第一燃烧功率相应于相对小的燃烧功率。因此，火焰2相对近地位于燃烧器表面3上。火焰2不能到达电离电极4，所述电离电极以与燃烧器表面3的间距d_o布置。因此，电离电极4仅仅测定出小的电离值、例如小的电离电流。

图1b示出了在以中等燃烧功率运行中的燃烧器1。在此，火焰2到达到电离电极4，也就是说越过间距d_o。因此，由电离电极4检测的电离值占据最大值。例如流过最大的电离电流。

通过以下方式达到最大电离电流，火焰2非常接近电离电极并且因此达到最大的导电率。

在图1c中示出了在以最大燃烧功率运行中的燃烧器。火焰2超过电离电极4。在此，能通过电离电极4检测的电离值与在相应于图1b的燃烧器1的中等燃烧功率下测定的电离值相比减小了，因为火焰的顶端不再影响可达到的电离电流。

在图2中，在图表中通过燃烧器1的燃烧功率描绘作为电离电流的电离值，其中，用于电离电极和燃烧器表面之间的间距的电离值示出为实线的特征曲线，所述间距相应于额定间距d_o。以虚线示出用于下述情况的特征曲线，即间距d小于额定间距d_o，并且以点划线示出用于下述情况的特征曲线，即间距d大于额定间距d_o。

以A表示第一燃烧功率，所述第一燃烧功率例如相应于燃烧器1的最小燃烧功率，在所述最小燃烧功率下仍确保可靠地形成火焰。用B表明第二或中等燃烧功率，在电离电极以与燃烧器表面的额定间距布置时，在所述第二或中等燃烧功率下期望电离值的最大值。第三燃烧功率C是燃烧器1的最大燃烧功率。

根据本发明的用于燃烧调节的方法包括下述检验方法，即电离电极和燃烧器表面之间的间距d是否相应于在结构设计中所选的额定间距d_o。为此，燃烧器1首先以第一燃烧功率A运行。此外，检测电离值5。在此，用单线符号表示用于减小的间距情况下的电离值，并且用双线符号表示对于增大的间距情况下的电离值。当所述间距相应于额定间距时，使用简单的没有线符号的标记。

在中等燃烧功率B下得出一个另外的电离值6，所述电离值在间距等于额定间距以及间距大于额定间距的情况下大于第一电离值5。对于间距小于所述额定间距的情况得出比第一电离值5′小的第二电离值6′。

利用第三测量，在第三燃烧功率C下检测第三电离值7，其中，对于间距大于额定间距的情况，第三电离值7″大于第二电离值6并且对于其他条件小于第二电离值。也就是说，通过比较电离值5，6，7可以确定，燃烧器表面和电离电极之间的间距是否相应于、大于或者小于额定间距。必要时也可以估算，电离电极相对于燃烧器表面以哪个间距布置。则能够将近似计算的间距作为燃烧调节的基础。

当电离电极4以与燃烧器表面3的额定间距布置时，在中级、第二燃烧功率B下检测出最大电离值6。由于在燃烧功率改变时使火焰长度改变，电离值不仅在燃烧功率(C)增大时而且在燃烧功率(A)减小时减小，从而第一电离值5和第三电离值7小于第二电离值6。

在所述间距与额定间距存在偏差时，特征曲线改变。在间距缩小时，最大电离值向较小的燃烧功率移动。这特别是导致，在小的第一燃烧功率A下的电离值5′高于在高的第三燃烧功率下的电离值7′。

在间距增大时，首先在较高的燃烧功率下达到最大电离值。换句话说，第一电离值5″小于第二电离值6″，所述第二电离值又小于第三电离值7″。

也就是说，通过所述方法可以相对准确地确定，电离电极是否以与燃烧器表面的额定间距、较大的或者较小的间距布置。在此，所述方法可以用于估算燃烧器表面和电离电极之间的间距并且相应地调节额定电离值。为此，能够存储相应的特征曲线。

根据本发明的方法也可以例如用于探测电离电极的变形。

通过根据本发明的方法得出燃烧调节，所述燃烧器调节在确定空气系数中考虑燃烧器表面和电离电极之间的间距并且与此相应地具有高的运行可靠性。特别是可以识别并且考虑导致间距变化的制造公差和/或机械的影响。在此，也可以实现自动地匹配，所述匹配例如周期地进行。因此可以检测例如间距的随后的变化，其中，所述改变不导致燃烧值的降低。更确切地说，燃烧调节自动地与间距并且与其相关的电离值相匹配，其方式是，进行调节额定电离值。

总而言之，因此得出用于对气或油燃烧器进行燃烧调节的非常可靠的、不易受干扰的方法，所述气或油燃烧器能够以不同的燃烧功率运行。

Claims (7)

1.一种用于在气或油燃烧器(1)中进行燃烧调节的方法，所述气或油燃烧器具有可变的燃烧功率(A，B，C)，其中，利用一电离电极(4)在相对于所述气或油燃烧器(1)的燃烧器表面(3)间距为d的情况下检测至少一个火焰电离值(5，6，7)，其特征在于，在第一燃烧功率(A)下检测至少一个第一电离值(5)，并且在第二燃烧功率(B)下检测第二电离值(6)，所述第二燃烧功率大约相应于中等燃烧功率，其中，将所述第一电离值(5)和所述第二电离值(6)相互比较。

2.根据权利要求1所述的用于燃烧调节的方法，其特征在于，选择一燃烧功率作为中等燃烧功率(B)，该燃烧功率相应于当所述电离电极(4)相对于所述燃烧器表面(3)以额定间距d₀布置时的最大电离值(6)。

3.根据权利要求1或2所述的用于燃烧调节的方法，其特征在于，通过特别是逐步地改变燃烧功率来测定最大电离值(6)，其中，下述燃烧功率存储为中等燃烧功率(B)，在所述燃烧功率下测定所述最大电离值。

4.根据前述权利要求中任一项所述的用于燃烧调节的方法，其特征在于，在第三燃烧功率(C)下检测第三电离值(7)，其中，所述第一燃烧功率(A)小于所述中等燃烧功率，并且所述第三燃烧功率(C)大于所述中等燃烧功率(B)。

5.根据前述权利要求中任一项所述的用于燃烧调节的方法，其特征在于，对所述第一、第二和必要时第三电离值(5，6，7)以特别是能预定的时间间隔重复地进行检测并且进行相互比较。

6.根据前述权利要求中任一项所述的用于燃烧调节的方法，其特征在于，当所述第一电离值(5)和/或必要时所述第三电离值(7)大于所述第二电离值(6)时，则进行发出通知。

7.根据前述权利要求中任一项所述的用于燃烧调节的方法，其特征在于，基于所述电离值(5，6，7)确定所述燃烧器表面(3)和所述电离电极(4)之间的实际间距d，并且将相应于所述实际间距d的特征曲线作为所述燃烧调节的基础。