CN107685610B - 用于使燃料运行的车辆取暖设备运行的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于在燃烧运行的启动阶段期间使燃料运行的车辆取暖设备运行的方法，其中，车辆取暖设备包括：具有燃烧室的燃烧器区域、将燃料供应给燃烧器区域的燃料供应配置组件、将燃烧用空气供应给燃烧器区域的燃烧用空气供应配置组件、以及至少一个能够电激发的点火机构，所述点火机构用于点燃在燃烧室内构成的燃料/空气混合物，其中，所述方法包括措施：a)在燃料供应开始前的预热阶段中激发点火机构，b)在进入点火阶段时，检测点火机构的电阻并且根据在进入点火阶段时检测到的点火机构的电阻来确定额定阻抗，c)在点火阶段中，在阻抗调节运行模式中如下地运行点火机构，即，点火机构的实际阻抗在其在措施b)中确定的额定阻抗的范围内。

Description

用于使燃料运行的车辆取暖设备运行的方法
技术领域
本发明涉及一种用于在燃烧运行的启动阶段期间使燃料运行的车辆取暖设备运行的方法。这样的车辆取暖设备通常具有燃烧器区域，在该燃烧器区域中构造有燃烧室。通过燃料供应配置组件将燃料供给到燃烧器区域或其燃烧室中。通过燃烧用空气供应配置组件将包括空气和燃料的为了构成可点燃的或可燃烧的混合物所需的空气供给到燃烧器区域或其燃烧室中。
背景技术
DE102005004359A1公开了一种具有燃烧器区域的车辆取暖设备，该燃烧器区域的罐状的燃烧室壳体以周壁和底部区域限定一个燃烧室。底部区域由多孔的蒸发器介质覆盖。经由通入底部区域中的燃料管道借助于燃料供应配置组件将液态的燃料供应给多孔的蒸发器介质中。借助于燃烧用空气供应配置组件通过设置在周壁内的孔将燃烧所需的空气引入到燃烧室中。为了开始燃烧、即为了点燃燃料/空气混合物而设置的点火机构支承在周壁上并且以与多孔的蒸发器介质具有小间距地从周壁出发延伸到燃烧室中。
DE102004025772A1公开了一种用于在燃烧运行的启动阶段中使这样的燃料运行的车辆取暖设备运行的方法。在这个启动阶段中为点火机构的功率、即也与加热功率相符的电功率事先给定额定功率并且点火机构在功率调节运行模式中运行，使得实际功率处于额定功率的范围内。在此随着产生启动指令、即要求车辆取暖设备起动的指令，首先将额定功率设定在稍微低的值上，该值保障流过点火机构的电流不会超过一个极限值。在事先确定的持续时间经过之后，为了在相应较高的功率或者加热功率的情况中实现尽可能快速地将点火机构加温到它的额定运行温度，提高额定功率。接着重新降低加热功率、即事先给定稍微低的额定功率，该额定功率应该保障：即使在燃烧然后开始并且由此通过火焰带入点火机构中的热量的情况中，这个点火机构在温度状态基本上稳定的情况中也保持在它的额定运行温度的范围内。
发明内容
本发明的目的是：设定一种用于使燃料运行的车辆取暖设备运行的方法，该方法在点火机构的热过载的危险降低的同时保障为了开始燃烧需激发的点火机构的有效运行。
根据本发明，这个目的通过一种方法得以实现，该方法用于在燃烧运行的启动阶段期间使燃料运行的车辆取暖设备运行，其中，车辆取暖设备包括：具有燃烧室的燃烧器区域；用于将燃料供应给燃烧器区域的燃料供应配置组件；用于将燃烧用空气供应给燃烧器区域的燃烧用空气供应配置组件；以及至少一个可电激发的、用于点燃在燃烧室中构成的燃料/空气混合物的点火机构，其中，所述方法包括措施：
a)在燃料供应开始前的预热阶段中激发点火机构，
b)在进入点火阶段时，检测点火机构的电阻并且根据在进入点火阶段时检测到的点火机构的电阻确定额定阻抗，
c)在点火阶段中，在阻抗调节运行模式中如下地运行点火机构，即，点火机构的实际阻抗在该点火机构的在措施b)中确定的额定阻抗的范围内。
在根据本发明的方法中，首先在进入点火阶段前通过在预热阶段中运行点火机构将这个点火机构尽可能快地引向它的对于点火过程来说争取达到的运行温度的方向。随着进入点火阶段、即在点燃燃烧室内存在的或需构成的混合物是可预期的或即将来临的时刻，首先测定点火机构的电阻并且例如同时或在时间上滞后地过渡到保障点火机构的电阻保持在额定阻抗的范围内的运行模式中。由于点火机构的电阻与点火机构的温度明确相关联，由此保障了点火机构的温度也保持在配属给额定阻抗的温度的范围内。在根据本发明的步骤中，通过如下方式自动地对在燃烧室内开始的、导致热量附加地引入点火机构中的燃烧加以考虑，即，在实施阻抗调节时当点火机构的温度通过这样的外部能量引入能够保持恒定不变或基本上上升时则相应地降低点火机构的电功率、即加热功率，使得该点火机构的温度能够基本上保持恒定不变。
由此可能的是：在预热阶段中将点火机构尽可能近地引向对于点火过程来说争取达到的温度，该温度可以只略微低于对于这样的点火机构来说最大允许的温度，这是因为在转入阻抗调节运行模式时即使在燃烧开始的情况中也排除了对点火机构的进一步加温。因此在点火阶段中点火机构能够接近它的最大功率运行，而不存在热过载的危险。
在根据本发明方法中此外可以规定：为了将燃料供应给燃烧器区域，在进入点火阶段时激活燃料供应配置组件。因此在这个步骤中进入点火阶段等同于开始燃料供应配置组件的供应运行。
在一种可选的操作模式中，为了将燃料供应给燃烧器区域，可以在进入点火阶段前的事先确定的持续时间激活燃料供应配置组件。这在本发明的意义中意味着：首先激活燃料供应配置组件，以便供应燃料，并且在时间上相对于此滞后地才转入点火机构的阻抗调节运行模式中。应该如下地选择这个时间上的滞后或者持续时间(在转入阻抗调节运行模式前在该持续时间前后将燃料供应配置组件激活)，从而保障在转入阻抗调节运行模式并且由此在确定额定阻抗时燃烧室内的燃烧基本上还未开始。
在另一种可选的操作模式中可以规定：为了将燃料供应给燃烧器区域，在进入点火阶段后的事先确定的持续时间激活燃料供应配置组件。这意味着：首先转入阻抗调节运行模式并且然后以时间上相对于此的滞后才运行燃料供应配置组件，以便将燃料供应到燃烧器区域的燃烧室中。由此可以保障：当转入阻抗调节运行模式中时，燃烧实际上还未能开始。
需要指出的是：如下的时刻可以视为用于开始供应燃料的参考，在该时刻测定点火机构的电阻并且该时刻例如可以视为进入点火阶段的时刻。如已经详细说明的那样，可以在点火阶段中与对电阻的这个检测同时地或者以时间上的滞后转入阻抗调节运行模式中。这个到阻抗调节运行模式的过渡只要相对电阻的检测在时间上滞后地进行就可以用作用于开始燃料供应的参考，从而能够与进入阻抗调节运行模式同时地、在进入阻抗调节运行模式之前的一个事先确定的持续时间或在此之后的一个事先确定的持续时间开始燃料供应。
为了能够在点火阶段前尽可能快地将点火机构引向对于点火过程来说争取达到的温度的方向，提出：在措施a)中，点火机构在预热阶段中在功率调节运行模式中运行。
在此例如在措施a)中可以为预热阶段事先给定至少一个用于点火机构的额定功率，并且在预热阶段中如下地运行点火机构，即，实际功率在额定功率的范围内。
根据本发明的方法的一种特别的有益的观点，此外可以规定：在点火阶段中将点火机构的实际功率与参考功率进行比较，并且当实际功率在参考功率的范围内或低于参考功率时，则识别出燃烧室内的燃烧。如果在燃烧室中产生火焰并且由此发生燃烧，那么将燃烧热引入到点火机构中。由于通过阻抗调节将点火机构保持在基本上恒定不变的温度上，所以根据这个外部的能量引入降低了点火机构的热功率。为了能够通过与为此事先给定的参考的比较推断出在燃烧室中实际上已经开始燃烧，可以观察点火机构的热功率的或电功率的降低。这例如可以作为结束激发点火机构的时机，这是因为外部能量充分地引入到点火机构中表示燃烧室内的火焰或燃烧已经稳定并且因此不再需要继续运行点火机构。
此外，本发明涉及一种燃料运行的车辆取暖设备，其包括：具有燃烧室的燃烧器区域、用于将燃料供应给燃烧器区域的燃料供应配置组件、用于将燃烧用空气供应给燃烧器区域的燃烧用空气供应配置组件、以及至少一个可电激发的用于点燃在燃烧室内构成的燃料/空气混合物的点火机构，所述车辆取暖设备此外包括用于操控点火机构、燃料供应配置组件和燃烧用空气供应配置组件的操控配置组件，该操控配置组件构造成用于实施根据本发明的方法。
在此，例如燃烧器区域可以包括具有由多孔的蒸发器介质至少局部覆盖的底部区域和周壁的罐状的燃烧室壳体，其中，点火机构支承在周壁上并且与多孔的蒸发器介质具有间距地、优选基本上与多孔的蒸发器介质的朝向燃烧室的侧面平行地延伸到燃烧室中。
由于在燃烧器区域的这种构造中实际上只将由点火机构提供的热能的比较小的部分引入到多孔的蒸发介质中并且一方面燃料蒸发由这个区域获得辅助、另一方面也在这个区域内有助于实现点火条件，所以特别有益的是：在应用根据本发明的方法的情况下能够非常接近它的最大允许的运行温度地运行点火机构并且由此能够在比较短的时间内充分地将用于开始燃烧的能量引入到燃烧室中。
附图说明
下文参照附图详细地说明本发明。附图中：
图1示出燃料运行的车辆取暖设备的原理图；
图2示出点火机构范围内的时间t上的温度T。
具体实施方式
图1示出的是例如可用作车辆中的停车采暖装置(Standheizung)或/和辅助加热器(Zuheizer)的燃料运行的加热器，其总得来说标注为10。车辆取暖设备10包括具有燃烧室壳体14的燃烧器区域12，在燃烧室壳体内构成有燃烧室16。例如在燃烧室壳体14的底部区域18上设置有多孔的蒸发器介质20，通过燃料供应配置组件22、例如定量给料泵将液态的燃料B从未示出的燃料容器中供应到该蒸发器介质中。在多孔的蒸发器介质20的背向燃烧室的背面上可以设置有可电激发的加热配置组件24，该加热配置组件特别是可以在启动阶段为了辅助燃料B从多孔的蒸发器介质20向着燃烧室16的方向蒸发而运行。
为了提供需在燃烧室16内燃烧的、包括燃料B和燃烧用空气L的混合物，设置有总体标注为26的燃烧用空气供应配置组件、例如侧通道鼓风机。燃烧用空气供应配置组件26包括鼓风机电机28和将燃烧用空气L向着燃烧室16的方向供应的输送轮30。
为了在燃烧室16内点燃在燃料供应配置组件22和燃烧用空气供应配置组件26运行时构成的混合物，设置有点火机构32、例如炽热点火棒(Gluehzuendstift)。这个点火机构特别是在启动阶段中通过电激发运行以便在局部、即在点火机构32周围的范围内建立点火条件。在燃烧中在燃烧室16中产生的燃烧废气A在挡火板(Flammblende)34的区域内从燃烧室16中流出并流入到烟道36中。这个烟道在其背向燃烧室16的端部区域中是开放的，使得热的燃烧废气A能够与在图1中未示出的换热配置组件进行相互热作用。在从换热配置组件中流出时，燃烧废气A能够环绕例如构造成温度传感器的火焰探测器44流动，该火焰探测器提供示出废气流的温度的并且由此得出燃烧状态的结论的输出信号。
燃料供应配置组件22、燃烧用空气供应配置组件26和点火机构32受操控配置组件38的操控。这个操控配置组件在启动阶段期间和在正常的燃烧运行期间通过产生相应的操控信号或者通过施加用于这些系统区域的运行所需的工作电压来控制或调节这些系统区域的运行。在此特别是可以如下地操控点火机构32，即，在这个点火机构上施加以占空比为工作节拍的激发电压，该激发电压根据由车载电网提供的车载电压产生。通过占空比的变化使平均的或有效的电压并且因此还使在施加这样的电压时提供的点火机构32电功率或热功率变化。在此可以根据平均的或有效的电压和在此流过点火机构32的电流测定电功率或热功率。同样可以根据平均的或有效的电压和流过点火机构32的电流测定与点火机构32的温度相关的该点火机构的电阻。
下面参照图2对车辆取暖设备10的运行进行说明。图2关于时间t示出在车辆取暖设备10的燃烧运行的启动阶段期间点火机构32的温度T的发展。由于通常点火机构32包括一个或多个具有欧姆阻抗特性(ohmsches Widerstandsverhalten)的电阻线，所以图2中的温度走向也反映出点火机构32的电阻的走向。
假定在一个时刻t0产生用于使车辆取暖设备10运行的启动指令。随着这个启动指令的产生或者随着事先确定的相对于此的滞后，在预热阶段或者预炽阶段中点火机构32优选在功率调节运行模式中运行。为此例如为了尽可能快速地对点火机构32加温，直到一个时刻t1为止以在从约115W至120W的范围内的较高的额定功率运行。为了防止点火机构32的温度超过该点火机构的允许的最大运行温度，从时刻t1起可以以约110W的范围内的稍微低的额定功率运行。所述运行温度例如可以在1300℃至1350℃的范围内。
预热阶段、即直到时刻t2的持续时间可以在固定事先给定的持续时间上以固定事先给定的、在必要时也根据环境温度或其它影响因素变化的额定功率进行。在这个预热阶段的过程中，燃烧用空气供应配置组件26也已经可以运行。在预热阶段结束时可以具有如下的出发点：通过对点火机构32的充分加温在该点火机构的环境中存在充分高的温度，该温度保障对还需由燃烧用空气L和燃料B构成的混合物的点火。
然后可以在时刻t2进入点火阶段，可以通过如下方式界定该点火阶段的起始，即，测定点火机构32的电阻并且随着对这个阻抗的测定直接地或在必要时以事先确定的时间上的滞后在点火机构32中例如从功率调节运行模式出发转入到阻抗调节运行模式中。点火机构32的需为了这个阻抗调节运行模式用作额定阻抗的电阻可以根据时刻t2处存在的电阻来确定，该电阻又可以根据施加在点火机构32上的电压或有效电压和流过点火机构32的电流来确定。例如额定阻抗可以与点火机构32的在时刻t2处测定的电阻相符。
从时刻t2起通过然后进行的阻抗调节将点火机构32的电阻和由此还有温度保持在与额定阻抗相符的值上。由于通过在预热阶段中进行的功率调节的作用可以是使点火机构32直到接近它的允许的最大运行温度，所以在点火阶段中、即从时刻t2起，也将点火机构32的温度保持在接近、然而低于最大允许的或者为了点火过程争取达到的温度的范围内。
例如在进入点火阶段的同时、即在时刻t2处，可以激活燃料供应配置组件22，以便由此在开始对点火机构32的阻抗调节的同时也开始将燃料B引入到燃烧室16中。由此保障了：在进入点火阶段后不久通过在多孔的蒸发器介质20中提供燃料B使得燃料蒸气流出到燃烧室16中、与其内存在的燃烧用空气L混合并且由点火机构32点燃。
在一种可选的操作模式中，在转入阻抗调节运行模式之前就已经可以开始通过激活燃料供应配置组件22将燃料B供应到多孔的蒸发器介质20中或燃烧室16中。例如可以规定：在产生启动指令之后、即在时刻t0之后的一个事先确定的持续时间开始燃料供应，并且在开始燃料供应之后的另外到事先确定的持续时间转入阻抗调节运行模式中、即进入点火阶段。优选地应该如下地选择这个另外的事先确定的持续时间，即，在进入点火阶段的时刻基本上还没有发生点火并且由此可以在如下的状态中决定或确定额定阻抗，在该状态中外部的热量基本上还没有引入到点火机构32中。
在另一种可选的操作模式中，可以在进入阻抗调节运行模式之后的一个事先确定的持续时间激活燃料供应配置组件22，以便由此保障点火机构32的温度在实际上开始将燃料供应到燃烧室16中的时刻稳定。
在点火阶段中点燃燃烧室16中存在的包括燃料B和燃烧用空气L的混合物，从而在燃烧室16中开始燃烧。通过这个燃烧提供热量并且还将其引入到点火机构32中。如果点火机构32的热功率保持不变，那么这将引起对点火机构32的附加加温，伴有如下的风险，即，这个点火机构可能超过它的最大允许的运行温度。然而由于根据本发明进行点火机构32的阻抗调节和由此还有温度调节，所以随着外部能量越来越多地被引入到点火机构32中使该点火机构的热功率下降，以便由此使温度和因此电阻保持基本上恒定不变。
如果在点火阶段的过程中观察点火机构32的电功率，那么通过与参考功率的比较可以看出，何时在燃烧室16中存在充分剧烈的燃烧或者燃烧已经稳定，因而为了避免温度上升需要实质降低点火机构32的热功率。例如根据点火机构32的在进入点火阶段时、即在时刻t2存在的电功率确定的功率可以用作参考功率。例如参考功率可以确定为时刻t2处的功率的一定的百分数、例如50％。如果热功率低于这个值，那么这可以用作充分稳定燃烧的指标并且因此例如在时刻t3处可以结束对点火机构32的激发。也可以观察点火机构32的功率在时间上的变化、即时间上的梯度，并且当这个梯度超过一定的参考、即观察到功率剧烈下降时，则可以推断出发生燃烧。对点火机构32的功率的观察至少在这个阶段可以承担火焰探测器44的功能。由于点火机构32直接在燃烧进行的区域中检测或提供这个信息，由此可以快得多地对发生燃烧作出反应、例如可以调节对点火机构32的激发或者也可以结束对在启动阶段期间为了辅助燃料蒸发也被激活的加热配置组件24的激发。
如果点火机构32如在图1中所示出的那样从周壁40出发基本上与多孔的蒸发器介质20的朝向燃烧室16的侧面42平行地延伸，那么可以以特别有益的方式采用上述操作模式。由于在点火机构32的这种配置中为了实现点火条件或点燃燃料/空气混合物实际上能够使用由这个点火机构发出的能量的仅仅一小部分，所以有利于维持启动阶段的尽可能短的持续时间并且利用根据本发明的操作模式还可能的是：在接近点火机构32的最大允许的运行温度的情况下运行该点火机构，而尽管该点火机构32在燃烧进行中直接位于出现很高燃烧温度的区域内，也不存在过热的危险。同样地，根据本发明的操作模式还可以应用在车辆取暖设备中，在该车辆取暖设备中，点火机构收纳在从周壁40起离开延伸的管状凸肩中，在该凸肩中所述点火机构不直接经受高的燃烧温度。在这样的构造中还有益的是：在使用根据本发明的方法的情况下将点火机构尽可能快地置于很高的温度上并且能够在这个温度中保持稳定。根据本发明的操作模式也可以应用在燃料运行的、具有多个点火机构的车辆取暖设备中，这些点火机构例如为了在燃烧室中开始燃烧能够被同时激活。

Claims (8)

1.用于在燃烧运行的启动阶段期间使燃料运行的车辆取暖设备(10)运行的方法，其中，车辆取暖设备(10)包括：具有燃烧室(16)的燃烧器区域(12)、用于将燃料(B)供应给燃烧器区域(12)的燃料供应配置组件(22)、用于将燃烧用空气(L)供应给燃烧器区域(12)的燃烧用空气供应配置组件(26)、以及至少一个能够电激发的点火机构(32)，所述点火机构用于点燃在燃烧室(16)内构成的燃料/空气混合物，其中，所述方法包括措施：
a)在燃料供应开始前的预热阶段中激发点火机构(32)，
b)在进入点火阶段时，检测点火机构(32)的电阻并且根据在进入点火阶段时检测到的点火机构(32)的电阻来确定额定阻抗，
c)在点火阶段中，在阻抗调节运行模式中如下地运行点火机构(32)，即，点火机构(32)的实际阻抗在该点火机构(32)的在措施b)中确定的额定阻抗的范围内，
d)在预热阶段的过程中，运行所述燃烧用空气供应配置组件(26)，
其特征在于，为了将燃料(B)供应给燃烧器区域(12)，在进入点火阶段前的事先确定的持续时间在所述预热阶段中激活燃料供应配置组件(22)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：在措施a)中，点火机构(32)在预热阶段中在功率调节运行模式中运行。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：在措施a)中为预热阶段事先给定至少一个用于点火机构(32)的额定功率，并且在预热阶段中如下地运行点火机构(32)，即，实际功率在额定功率的范围内。
4.如权利要求1至3之任一项所述的方法，其特征在于：在点火阶段中将点火机构(32)的实际功率与参考功率进行比较，并且当实际功率在参考功率的范围内或低于参考功率时，识别出燃烧室(16)内的燃烧。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：当在燃烧室(16)内识别出燃烧时，结束对点火机构(32)的激发。
6.燃料运行的车辆取暖设备，其包括：具有燃烧室(16)的燃烧器区域(12)、用于将燃料(B)供应给燃烧器区域(12)的燃料供应配置组件(22)、用于将燃烧用空气(L)供应给燃烧器区域(12)的燃烧用空气供应配置组件(26)、以及至少一个能够电激发的点火机构(32)，所述点火机构用于点燃在燃烧室(16)内构成的燃料/空气混合物；此外所述车辆取暖设备包括用于操控点火机构(32)、燃料供应配置组件(22)和燃烧用空气供应配置组件(26)的操控配置组件(38)，该操控配置组件(38)构造成用于实施如权利要求1至5之任一项所述的方法。
7.如权利要求6所述的车辆取暖设备，其特征在于：燃烧器区域(12)包括罐状的燃烧室壳体(14)，该燃烧室壳体具有由多孔的蒸发器介质(20)至少局部覆盖的底部区域(18)和周壁(40)，其中，点火机构(32)支承在周壁(40)上并且与多孔的蒸发器介质(20)具有间距地延伸到燃烧室(16)中。
8.如权利要求7所述的车辆取暖设备，其特征在于：点火机构(32)基本上与多孔的蒸发器介质(20)的朝向燃烧室(16)的侧面(42)平行地延伸到燃烧室(16)中。
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