DE10059361C2 - Gasbrenner für ein Heizgerät - Google Patents
Gasbrenner für ein HeizgerätInfo
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
- F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23N5/00—Systems for controlling combustion
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- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
- F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
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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.
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DE102005034758B3 (de) * | 2005-07-21 | 2006-08-10 | Honeywell Technologies S.A.R.L. | Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners |
DE102021120436A1 (de) | 2021-08-05 | 2023-02-09 | Truma Gerätetechnik GmbH & Co. KG | Brenner mit Steuerung und Zünd- und Ionisationselektrode und Verfahren zur Überwachung und Zündung der Flamme eines Brenners |
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DE4433425A1 (de) * | 1994-09-20 | 1996-03-21 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg | Regeleinrichtung zum Einstellen eines Gas-Verbrennungsluft-Gemisches bei einem Gasbrenner |
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DE19822362A1 (de) * | 1998-05-19 | 1999-11-25 | Stiebel Eltron Gmbh & Co Kg | Verfahren zum Zünden eines Gasbrenners |
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2000
- 2000-11-29 DE DE2000159361 patent/DE10059361C2/de not_active Expired - Fee Related
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