DE10059361C2 - Gasbrenner für ein Heizgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner für ein Heizgerät nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Gattungsgemäße Gasbrenner, wie beispielsweise in der DE 443 425 C2 offenbart, besit­ zen einen Zündbrenner zum Starten des Hauptbrenners sowie eine Messelektrode, insbe­ sondere eine Ionisationselektrode zur Erfassung bzw. Bildung von Flammensignalen. Da­ bei entsteht das Ionisationssignal durch die Gleichrichterwirkung der Flamme an der Ioni­ sationselektrode. Zusätzlich wird ein gedämpftes bzw. gefiltertes Signal mit einer wesent­ lich größeren Zeitkonstante mit einem Flammenverstärker erzeugt. Das Gas-Luft- Verhältnis des Brenners kann nach den Messwerten auf einen entsprechenden Lambda- Wert eingestellt werden. Die Ionisationselektrode gibt dabei eine von der Verbrennungs­ temperatur bzw. dem Lambda-Wert abgeleitete elektrische Größe an eine Regelschaltung weiter, welche diese Größe mit einem gewählten elektrischen Sollwert vergleicht und ent­ sprechende Regelparameter als Vorgaben einstellt.

Bei einem Gasbrenner beginnt ein normaler Startvorgang mit der Inbetriebnahme des Zündbrenners. Anschließend öffnet ein zweites Absperrventil an einer Gasarmatur und es wird die Hauptgaszufuhr freigegeben. Innerhalb einer Sicherheitszeit muss dann ein Über­ zünden vom Zünd- auf den Hauptbrenner erfolgt sein. Ist dies nicht der Fall, wird sofort vom Feuerungsautomaten eine Sicherheitsabschaltung eingeleitet. Ein Verfahren zum Zünden eines Gasbrenners ist dazu aus der DE 198 22 362 A1 bekannt. Dabei werden nach einer Wartezeit nach dem Öffnen des Hauptgasventils für eine Zeitspanne erneut Zündimpulse an den Zündbrenner gegeben, um ein vorzeitiges Abbrechen des Zündvor­ gangs zu vermeiden.

Probleme können bei Zündbrennern mit einer einzigen Ionisationselektrode zur Überwa­ chung der Funktion von Zünd- und Hauptbrenner entstehen, die nach der Sicherheitszeit nicht abgeschaltet werden. Es muss dabei aus Sicherheitsgründen eine Erfassung ge­ währleistet sein, ob das Überzünden auf den Hauptbrenner stattgefunden hat. Dabei be­ steht die Gefahr, dass die Ionisationselektrode möglicherweise nur die Flamme des Zünd­ brenners detektiert und beim Vorhandensein der Hauptflamme keine Signal-Unterschiede für die Regelschaltung zur Flammenüberwachung entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, beim Starten eines Gasbrenners für ein Heizge­ rät mit einem dauerhaft betriebenen Zündbrenner sicherzustellen, dass nach der Freigabe der Gaszufuhr für den Hauptbrenner eine Überzündung vom Zündbrenner auf den Haupt­ brenner stattgefunden hat.

Erfindungsgemäß wurde dies mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteil­ hafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Der Gasbrenner für ein Heizgerät ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheitsab­ schaltung erfolgt, wenn während des Zündbrennerbetriebes ein vorgegebener Schwellwert der aus dem Ionisationssignal abgeleiteten elektrischen Größe nicht erreicht wird und/oder wenn dieser Schwellwert während des anschließenden Hauptbrennerbetriebes nicht über­ schritten wird.

Dabei muss der Schwellwert der aus dem Ionisationssignal abgeleiteten elektrischen Grö­ ße innerhalb einer vorgegebenen Sicherheitszeit nach der Freigabe der Gaszufuhr für den Hauptbrennerbetrieb überschritten sein. Vorzugsweise wird in der Sicherheitszeit nach der Freigabe der Gaszufuhr für den Hauptbrennerbetrieb die Verstärkung des Flammenver­ stärkers und seine Abhängigkeit von der Flammenintensität überprüft. Dies erfolgt durch einen Vergleich von zwei Punkten in der Kennlinie bzw. dem aktuellen Signalverlauf mit vorgegebenen Sollwerten. Für eine sichere Funktion der Überwachung ist die Ionisations­ elektrode so gestaltet, dass sie aufgrund ihrer Anordnung und Bauform gleichzeitig den Flammenbereich von Zünd- und Hauptbrenner erfasst.

Mit der Erfindung wird eine einfache, funktionssichere Überwachungsmöglichkeit für die Überzündung vom Zünd- auf den Hauptbrenner geschaffen.

Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar. Ein Diagramm zeigt die vorgegebenen Grenzen für das Flammensignal beim Starten eines Gasbrenners. Dabei ist über der Zeitachse der Flammensignalwert aufgetragen.

Das Starten eines Gasbrenners beginnt zunächst mit einer Anlaufphase für den Zünd­ brenner. Daran schließt sich eine erste Sicherheitszeit SZ1 an, während der sich die Zünd­ flamme bilden muss. Bereits in der nachfolgenden Stabilisierungsphase muss der von der Ionisationselektrode erfasste Wert für das Flammensignal über einem Mindestwert, nämlich der Ausschaltgrenze für den Zündbrenner, liegen. Zusätzlich darf das Flammensignal während der gesamten Anlaufphase, der Sicherheitszeit SZ1 und der Stabilisierungsphase einen vorgegebenen Schwellwert nicht überschreiten.

Der Hauptbrennerbetrieb beginnt mit einer Sicherheitszeit SZ2, in der die Hauptflamme durch Überzünden vom Zündbrenner vollständig gebildet sein muss. Für den Betrieb des Hauptbrenners ist ein oberer und ein unterer Grenzwert OHB bzw. UHB für das Flammen­ signal festgelegt. Weiterhin muss der Wert des aktuellen Flammensignals ab dem Beginn der Sicherheitszeit SZ2 oberhalb des Schwellwertes liegen. Um Abschaltungen zu vermei­ den, ist es günstig, wenn der untere Grenzwert UHB einen größeren Wert und somit etwas Abstand zum Schwellwert hat.

Sobald die vorgegebenen Grenzen bzw. die zulässigen Werte vom aktuellen Flammensig­ nal überschritten werden, erfolgt eine Sicherheitsabschaltung. Ein Starten des Gasbren­ ners ist nur mit dem vollständigen Erfüllen aller Bedingungen möglich.

Claims (5)

1. Gasbrenner für ein Heizgerät mit einem Zündbrenner und einer Überwachung der Funktion von Zünd- und Hauptbrenner mit einer Ionisationselektrode als Messelektrode im Flammenbereich, welche in Abhängigkeit von der Verbrennung eine von der Verbren­ nungstemperatur bzw. dem Lambda-Wert abgeleitete elektrische Größe an eine Regel­ schaltung legt, wobei einerseits das Ionisationssignal durch die Gleichrichterwirkung der Flamme an der Ionisationselektrode entsteht und andererseits ein zusätzliches Signal mit einer wesentlich größeren Zeitkonstante mit einem Flammenverstärker erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sicherheitsabschaltung erfolgt, wenn ein vorgegebe­ ner Schwellwert der aus dem Ionisationssignal abgeleiteten elektrischen Größe während des Zündbrennerbetriebes nicht erreicht wird und/oder während des anschließenden Hauptbrennerbetriebes nicht überschritten wird.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwellwert der aus dem Ionisationssignal abgeleiteten elektrischen Größe innerhalb einer vorgegebenen Sicherheitszeit (SZ2) nach der Freigabe der Gaszufuhr für den Hauptbrennerbetrieb überschritten sein muss.

3. Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass vorzugsweise in der Sicherheitszeit (SZ2) nach der Freiga­ be der Gaszufuhr für den Hauptbrennerbetrieb die Verstärkung des Flammenverstärkers und seine Abhängigkeit von der Flammenintensität überprüft wird.

4. Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Überprüfung in der Sicherheitszeit (SZ2) vorzugsweise durch einen Vergleich von zwei Punkten in der Kennlinie bzw. dem Signalverlauf mit vor­ gegebenen Sollwerten erfolgt.

5. Gasbrenner nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisationselektrode aufgrund ihrer Anordnung und Bauform gleichzeitig den Flammenbereich des Zündbrenners und des Hauptbrenners er­ fasst.