DE102017104526A1 - Method for determining the cause of a misfire on the burner of a boiler - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Ursache einer Fehlzündung am Brenner eines Heizkessels, wobei der Brenner (1) zur Verbrennung eines Gemisches aus einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und Luft, eine Zündelektrode (2) zur Entzündung des Gemisches während einer Zündphase und eine Ionisationselektrode (3) zur Überwachung der Verbrennung des Gemischs dient, wobei mindestens während der Zündphase außerdem eine Temperatur des Heizkessels, ein zum Brenner (1) strömender Luft-Massenstrom, eine Spannungsversorgung der Zündelektrode (2) und ein Ionisationssignal der Ionisationselektrode (3) überwacht wird. Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und einer fehlenden Spannungsänderung zwischen der Zündelektrode (2) und dem Brenner (1) während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass kein Zündfunke erzeugt wurde, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals während der Zündphase und eines Temperaturanstiegs des Heizkessels nach der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass die Ionisationselektrode (3) defekt ist, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und eines fehlenden Luft-Massenstromeinbruchs während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass dem Brenner (1) kein Gas zugeführt wurde.

Figure DE102017104526A1_0000
The invention relates to a method for determining the cause of a misfire at the burner of a boiler, wherein the burner (1) for combustion of a mixture of a gaseous or liquid fuel and air, an ignition electrode (2) for igniting the mixture during an ignition phase and an ionization (3) serves to monitor the combustion of the mixture, wherein at least during the ignition phase, a temperature of the boiler, an air mass flow to the burner (1), a voltage supply of the ignition electrode (2) and an ionization signal of the ionization electrode (3) is monitored , According to the invention it is provided that upon detection of a missing ionization signal and a lack of voltage change between the ignition electrode (2) and the burner (1) during the ignition phase, a signal is generated with the information that no spark was generated, and / or that at Detection of a missing ionization signal during the ignition phase and a temperature rise of the boiler after the ignition phase a signal is generated with the information that the ionization electrode (3) is defective and / or that upon detection of a missing ionization signal and a missing air mass flow break during the ignition phase a signal is generated with the information that the burner (1) no gas was supplied.
Figure DE102017104526A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Ursache einer Fehlzündung am Brenner eines Heizkessels gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for determining the cause of a misfire on the burner of a boiler according to the preamble of patent claim 1.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist allgemein bekannt, so dass es diesbezüglich keines besonderen druckschriftlichen Nachweises bedarf. Bei einem solchen Verfahren dient der Brenner zur Verbrennung eines Gemisches aus einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und Luft. Außerdem dient eine Zündelektrode zur Entzündung des Gemisches während einer Zündphase. Schließlich dient eine Ionisationselektrode zur Überwachung der Verbrennung des Gemischs. Dabei wird mindestens während der Zündphase außerdem eine Temperatur des Heizkessels, ein zum Brenner strömender Luft-Massenstrom, eine Spannungsversorgung der Zündelektrode und ein Ionisationssignal der Ionisationselektrode überwacht. Sollte aufgrund eines Fehlstarts des Heizkessels eine Flammenbildung am Brenner ausgeblieben sein, so wird an der Regelung eine Fehlermeldung ausgegeben, nämlich der bei der Anmelderin sogenannte „Fehler EE“, der dafür steht, dass keine Flamme detektiert werden konnte.A method of the type mentioned is generally known, so that in this regard no special documentary evidence required. In such a method, the burner serves to burn a mixture of a gaseous or liquid fuel and air. In addition, a firing electrode serves to ignite the mixture during an ignition phase. Finally, an ionization electrode serves to monitor the combustion of the mixture. In addition, at least during the ignition phase, a temperature of the boiler, an air mass flow flowing to the burner, a voltage supply of the ignition electrode and an ionization signal of the ionization electrode are monitored. If due to a false start of the boiler flame formation on the burner had failed, so the control is issued an error message, namely the so-called "error EE" in the applicant, which stands for the fact that no flame could be detected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren geschaffen werden, bei dem nicht nur die Fehlermeldung als solche, sondern darüber hinaus auch noch die technische Ursache für den Fehler angezeigt wird.The invention has for its object to improve a method of the type mentioned. In particular, a method is to be created in which not only the error message as such, but also the technical cause of the error is displayed.

Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.This object is achieved by a method of the type mentioned by the features listed in the characterizing part of patent claim 1.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und einer fehlenden Spannungsänderung zwischen der Zündelektrode und dem Brenner während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass kein Zündfunke erzeugt wurde, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals während der Zündphase und eines Temperaturanstiegs des Heizkessels nach der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass die Ionisationselektrode defekt ist, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und eines fehlenden Luft-Massenstromeinbruchs während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass dem Brenner kein Brennstoff zugeführt wurde.According to the invention, it is thus provided that upon detection of a missing ionization signal and a lack of voltage change between the ignition electrode and the burner during the ignition phase, a signal is generated with the information that no spark was generated, and / or that upon detection of a missing ionization signal during the ignition phase and a temperature rise of the boiler after the ignition phase a signal is generated with the information that the ionization electrode is defective, and / or that upon detection of a missing ionization signal and a missing air mass flow break during the ignition phase, a signal is generated with the information that no fuel was supplied to the burner.

Mit anderen Worten zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren somit dadurch aus, dass anhand der genannten systeminternen Informationen des Heizkessels geschlussfolgert wird, was genau die Ursache für die fehlende Flammenbildung ist. Hierdurch kann die Zeit zur Fehlerdiagnose reduziert und die defekte Komponente gezielt getauscht werden.In other words, the method according to the invention is thus characterized by the fact that, based on the system-internal information of the boiler, it is inferred that exactly what is the cause of the lack of flame formation. As a result, the time for fault diagnosis can be reduced and the defective component can be exchanged in a targeted manner.

Die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 verwendete Maßgabe „und/oder“ bringt dabei zum Ausdruck, dass die drei genannten Optionen solange durchprobiert werden, bis mindestens eine Ursache ermittelt ist. Es kann also sein, dass bereits nach der ersten Prüfung, die Ursache feststeht; genauso gut kann es aber auch sein, dass die Ursache erst nach der letzten Prüfung gefunden ist. Die Reihenfolge der Prüfung ist dabei erfindungsgemäß grundsätzlich beliebig, auch wenn es tatsächlich, was weiter unten noch erläutert wird, eine bevorzugte Reihenfolge gibt.The proviso used in the characterizing part of claim 1 "and / or" expresses the fact that the three options mentioned are tried as long as until at least one cause is determined. It may therefore be that the cause is already established after the first examination; but it can just as well be that the cause is found only after the last test. According to the invention, the order of testing is in principle arbitrary, even if, as will be explained below, there is actually a preferred sequence.

Im Ergebnis verkürzt das erfindungsgemäße Verfahren somit erheblich die Fehlersuche, falls es zu einem Fehlstart des Heizkessels kommen sollte, da direkt angezeigt wird, ob die Ursache an einem fehlenden Zündfunken, an einer defekten Ionisationselektrode oder an fehlendem Brennstoff liegt.As a result, the method according to the invention thus considerably shortens troubleshooting in the event of a faulty start of the boiler, because it directly indicates whether the cause is due to a missing spark, to a defective ionization electrode or to a lack of fuel.

Sollte keiner der drei vorgenannten Fehlerursachen detektierbar sein, wird, wie bisher auch schon, einfach ein Signal mit der Information erzeugt, dass ein unbekannter Fehler vorliegt.Should none of the three aforementioned causes of error be detectable, as is already the case, simply a signal is generated with the information that an unknown error is present.

Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.Other advantageous developments of the method according to the invention will become apparent from the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Verfahren einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand einiger Abbildungen genauer erläutert.The inventive method including its advantageous developments according to the dependent claims will be explained in more detail with reference to some figures.

Es zeigt

  • 1 schematisch den Brenner eines Heizkessels mit Gemischzufuhr, Zündelektrode und Ionisationselektrode;
  • 2 als Diagramm vier Signalverläufe, wobei bei den ersten dreien aus verschiedenen Gründen kein Ionisationssignal vorliegt und der vierte Verlauf einen ordnungsgemäßen Brennerstart darstellt.
It shows
  • 1 schematically the burner of a boiler with mixture supply, ignition electrode and ionization electrode;
  • 2 as a diagram four waveforms, wherein in the first three for various reasons no ionization signal is present and the fourth course represents a proper burner start.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der beiden Figuren näher erläutert:The method according to the invention is explained in more detail below with reference to the two figures:

Wie bereits erwähnt (siehe hierzu 1), dient bei dem Verfahren zur Bestimmung der Ursache einer Fehlzündung am Brenner eines Heizkessels in an sich bekannter Weise der Brenner 1 zur Verbrennung eines Gemisches aus einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und Luft, eine Zündelektrode 2 zur Entzündung des Gemisches während einer Zündphase und eine Ionisationselektrode 3 zur Überwachung der Verbrennung des Gemischs. Dabei wird mindestens während der Zündphase außerdem eine Temperatur des Heizkessels, ein zum Brenner 1 strömender Luft-Massenstrom, eine Spannungsversorgung der Zündelektrode 2 und ein Ionisationssignal der Ionisationselektrode 3 überwacht.As already mentioned (see 1 ), used in the method for determining the cause of a misfire at the burner of a boiler in a conventional manner, the burner 1 for combustion of a mixture of a gaseous or liquid fuel and air, an ignition electrode 2 for igniting the mixture during an ignition phase and an ionization electrode 3 to monitor the combustion of the mixture. In addition, at least during the ignition phase, a temperature of the boiler, one to the burner 1 flowing air mass flow, a voltage supply of the ignition electrode 2 and an ionization signal of the ionization electrode 3 supervised.

Wie aus 1 ersichtlich, wird weiterhin in an sich bekannter Weise der zum Brenner 1 strömende Luft-Massenstrom mit einem Massenstromsensor 4 gemessen und das Gemisch aus Brennstoff und Luft mit einem Gebläse 5 zum Brenner 1 gefördert.How out 1 can be seen, is still in a conventional manner to the burner 1 flowing air mass flow with a mass flow sensor 4 measured and the mixture of fuel and air with a blower 5 to the burner 1 promoted.

Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun, dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und einer fehlenden Spannungsänderung zwischen der Zündelektrode 2 und dem Brenner 1 während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass kein Zündfunke erzeugt wurde, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals während der Zündphase und eines Temperaturanstiegs des Heizkessels nach der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass die Ionisationselektrode 3 defekt ist, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und eines fehlenden Luft-Massenstromeinbruchs während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass dem Brenner 1 kein Brennstoff zugeführt wurde.Essential for the inventive method is now that upon detection of a missing ionization signal and a lack of voltage change between the ignition electrode 2 and the burner 1 during the ignition phase a signal is generated with the information that no spark has been generated, and / or that upon detection of a missing ionization signal during the ignition phase and a temperature rise of the boiler after the ignition phase, a signal is generated with the information that the ionization electrode 3 is defective, and / or that upon detection of a missing ionization signal and a lack of air mass flow break during the ignition phase, a signal is generated with the information that the burner 1 no fuel was supplied.

In 2 ist diese Verfahrensweise nochmals bildlich dargestellt:In 2 this procedure is illustrated again:

Wie ersichtlich, ist im Zeitabschnitt A insbesondere keine Spannungsänderung zwischen der Zündelektrode 2 und dem Brenner 1 feststellbar. Dies deutet darauf hin, dass die Ursache der Fehlzündung ein fehlender Zündfunke ist.As can be seen, in the period A, in particular, no voltage change between the ignition electrode 2 and the burner 1 detectable. This indicates that the cause of the misfire is a missing spark.

Wie ferner ersichtlich, ist im Zeitabschnitt B insbesondere ein Temperaturanstieg des Heizkessels feststellbar, was bei fehlendem Ionisationssignal darauf hindeutet, dass die Ursache der - in diesem Fall angeblichen - Fehlzündung eine defekte Ionisationselektrode 3 ist.As can also be seen, in particular a temperature increase of the boiler is detectable in the time period B, which indicates in the absence of the ionization signal that the cause of the - in this case alleged - misfire is a defective ionization electrode 3 is.

Wie außerdem ersichtlich, ist im Zeitabschnitt C insbesondere kein Luft-Massenstromeinbruch feststellbar. Dies deutet bei vorhandener Zündspannung darauf hin, dass dem Brenner 1 kein Brennstoff (Öl oder Gas) zugeführt wurde, und zwar deshalb, weil die Zündung des Gemisches ansonsten gewissermaßen einen Rückschlag in der Zufuhrleitung der Luft und damit einen kurzen Signaleinbruch am Massenstromsensor 4 verursacht hätte.As can also be seen, in the period C, in particular, no air mass flow collapse can be detected. This indicates with existing ignition voltage that the burner 1 no fuel (oil or gas) was supplied, and that is because the ignition of the mixture would otherwise to a certain extent a setback in the supply line of the air and thus a short burst signal at the mass flow sensor 4 would have caused.

Im Zeitabschnitt D ist schließlich zum Vergleich ein ordnungsgemäßer Brennerstart dargestellt, bei dem dann auch das Ionisationssignal in typischer Weise ansteigt.In the period D, finally, a proper burner start is shown for comparison, in which then also the ionization signal increases in a typical manner.

Um die konkret ermittelten Messwerte gut vergleichen zu können, ist dabei insgesamt besonders bevorzugt vorgesehen, dass beim Einschalten des Heizkessels Referenzwerte ermittelt und abgespeichert werden, die dann bei der Bestimmung der Ursache einer Fehlzündung verwendet werden.In order to be able to compare the measured values that have been determined concretely, it is particularly preferred that, when the boiler is switched on, reference values are determined and stored, which are then used in determining the cause of a misfire.

Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die Feststellung eines Fehlers von einer Recheneinheit eines Reglers des Heizkessels getroffen wird.Furthermore, it is preferably provided that the detection of an error is made by a computing unit of a regulator of the boiler.

Darüber hinaus ist bevorzugt vorgesehen, dass das Signal auf einer Anzeige eines Reglers des Heizkessels angezeigt oder zur weiteren Verwendung per Datenübertragung an eine andere Recheneinheit weitergegeben wird.In addition, it is preferably provided that the signal is displayed on a display of a regulator of the boiler or passed on for further use by data transmission to another arithmetic unit.

Schließlich ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und bei Abwesenheit der drei anderen vorgenannten Fehler ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass ein unbekannter Fehler vorliegt, sprich, es wird wieder ein Signal „Fehler EE“ erzeugt. Dieses Signal wird aber wesentlich weniger als beim bekannten Stand der Technik angezeigt werden, da ein Großteil der Fehler unter die genannten drei fällt, die nunmehr erfindungsgemäß detektierbar sind.Finally, it is particularly preferred that upon detection of a missing ionization signal and in the absence of the other three aforementioned error, a signal is generated with the information that an unknown error is present, that is, it again generates a signal "error EE". However, this signal will be displayed much less than in the known prior art, since a large part of the errors falls under the three mentioned, which are now detectable according to the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Brennerburner
22
Zündelektrodeignition electrode
33
Ionisationselektrodeionisation
44
MassenstromsensorMass flow sensor
55
Gebläsefan

Claims (5)

Verfahren zur Bestimmung der Ursache einer Fehlzündung am Brenner eines Heizkessels, wobei der Brenner (1) zur Verbrennung eines Gemisches aus einem gasförmigen oder flüssigen Brennstoff und Luft, eine Zündelektrode (2) zur Entzündung des Gemisches während einer Zündphase und eine Ionisationselektrode (3) zur Überwachung der Verbrennung des Gemischs dient, wobei mindestens während der Zündphase außerdem eine Temperatur des Heizkessels, ein zum Brenner (1) strömender Luft-Massenstrom, eine Spannungsversorgung der Zündelektrode (2) und ein Ionisationssignal der Ionisationselektrode (3) überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und einer fehlenden Spannungsänderung zwischen der Zündelektrode (2) und dem Brenner (1) während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass kein Zündfunke erzeugt wurde, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals während der Zündphase und eines Temperaturanstiegs des Heizkessels nach der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass die Ionisationselektrode (3) defekt ist, und/oder dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und eines fehlenden Luft-Massenstromeinbruchs während der Zündphase ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass dem Brenner (1) kein Brennstoff zugeführt wurde. A method for determining the cause of a misfire on the burner of a boiler, the burner (1) for combustion of a mixture of a gaseous or liquid fuel and air, an ignition electrode (2) for igniting the mixture during an ignition phase and an ionization electrode (3) for Monitoring the combustion of the mixture is used, wherein at least during the ignition phase also a temperature of the boiler, a burner (1) flowing air mass flow, a power supply of the ignition electrode (2) and an ionization signal of the ionization electrode (3) is monitored, characterized that upon detection of a missing ionization signal and a lack of voltage change between the ignition electrode (2) and the burner (1) during the ignition phase, a signal with the Information is generated that no spark was generated, and / or that upon detection of a missing ionization signal during the ignition phase and a temperature rise of the boiler after the ignition phase, a signal is generated with the information that the ionization electrode (3) is defective, and / or that upon detection of a missing ionization signal and a lack of air mass flow break during the ignition phase, a signal is generated with the information that the burner (1) no fuel was supplied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einschalten des Heizkessels Referenzwerte ermittelt und abgespeichert werden, die dann bei der Bestimmung der Ursache einer Fehlzündung verwendet werden.Method according to Claim 1 , characterized in that when switching on the boiler reference values are determined and stored, which are then used in determining the cause of a misfire. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feststellung eines Fehlers von einer Recheneinheit eines Reglers des Heizkessels getroffen wird.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the detection of an error is made by a computing unit of a controller of the boiler. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal auf einer Anzeige eines Reglers des Heizkessels angezeigt oder per Datenübertragung an eine andere Recheneinheit weitergegeben wird.Method according to one of Claims 1 to 3 , characterized in that the signal is displayed on a display of a controller of the boiler or passed on by data transmission to another arithmetic unit. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung eines fehlenden Ionisationssignals und bei Abwesenheit der drei anderen vorgenannten Fehler ein Signal mit der Information erzeugt wird, dass ein unbekannter Fehler vorliegt.Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that upon detection of a missing ionization signal and in the absence of the other three aforementioned errors, a signal is generated with the information that there is an unknown error.
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