DE19744008B4

DE19744008B4 - Vorrichtungen zum Starten eines Gasbrenners

Info

Publication number: DE19744008B4
Application number: DE19744008A
Authority: DE
Inventors: Frank Altendorf; Oliver Reifenhäuser
Original assignee: Vaillant GmbH
Current assignee: VAILLANT GMBH, 42859 REMSCHEID, DE
Priority date: 1996-09-30
Filing date: 1997-09-26
Publication date: 2007-08-16
Anticipated expiration: 2017-09-27
Also published as: AT405327B; ATA171896A; DE19744008A1

Abstract

Vorrichtung zum Starten eines Gasbrenners (2), wobei der Gasbrenner (2) von einem Gebläse (1) unterstützt wird, das Gebläse (2) zumindest Luft ansaugt, zumindest ein Gasventil (9) die Gaszufuhr zu dem Gasbrenner (2) steuert und ein Gemisch aus Gas und Luft aus dem Gasbrenner (2) austritt, wobei ein die Zusammensetzung des aus dem Gasbrenner (2) während der Startphase austretenden, unverbrannten Gemischs erfassenden Sensor (7) vorgesehen ist, der mit einem Vergleicher (19) verbunden ist, an dem ein Speicher (18) angeschlossen ist, wobei der Vergleicher (19) ausgangsseitig mit einer Zündeinrichtung (6, 14) derart in Verbindung steht, dass die Zündeinrichtung erst nach dem Erreichen eines zündfähigen Gemischs aktiviert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Starten eines Gasbrenners.

Bei bekannten derartigen Verfahren wird die Zündeinrichtung zeitgleich mit dem Öffnen des Gasventiles aktiviert, wobei das Öffnen des Gasventiles, zum Beispiel bei gebläseunterstützten Brennern, bei Erreichung der Nenndrehzahl des Gebläses erfolgt.

Zum Zeitpunkt des Öffnens des Gasventiles tritt jedoch noch kein Gas aus dem Brenner aus. Außerdem kann eine Zündung des Gas-Luftgemisches erst erfolgen, wenn dieses Gemisch die theoretische Zündgrenze erreicht hat.

Aus der GB 2 286 462 A ist ein Heizungsbrenner mit kombinierter Zünd- und Flammenüberwachungselektrode in der Brennkammer und Sauerstoffsensor stromab des Wärmetauschers bekannt. Mittels der Zünd- und Flammenüberwachungselektrode wird ein Brenngas-Luft-Gemisch gezündet und anschließend die Anwesenheit der Flamme überwacht. Das Signal des Sauerstoffsensors dient der Regelung des Brenngas-Luft-Verhältnisses und setzt das Vorhandensein einer Flamme voraus.

Die DE 196 18 573 C1 und DE 195 02 901 C1 offenbaren Verfahren zur Regelung des Brenngas-Luft-Verhältnisses mithilfe der Messung des Ionisationsstroms. Bei stöchiometrischer Verbrennung erreicht der Ionisationsstrom sein Maximum, wodurch eine Kalibrierung ermöglicht wird. Die erstgenannte Schrift offenbart, dass der Steuerungsautomat bei jedem Einschalten einen Zündimpuls an eine Zündelektrode des Brenners gibt. Nach dem Anlauf des Gebläses wird Brenngas zugemischt, wobei die Brenngasmenge kontinuierlich erhöht wird, wodurch das Brenngas-Luft-Gemisch kontinuierlich fetter wird. Somit erfolgt bei hochkalorischen Brenngasen der Vorgang des Entzündens des Brenngas-Luft-Gemischs früher als bei niederkalorischen Gasen.

Auch die DE 44 33 425 A1 beschreibt ein Regelverfahren mit Ionisationsstromerfassung. Bei Start des Brenners wird eine Startdrehzahl mit zugehöriger Brenngasmenge vorgegeben, welche einen sicheren Start ermöglichen. Die DE 39 37 290 A1 beschreibt ein Verfahren zur Regelung des Brenngas-Luft-Verhältnisses mithilfe der Messung des Ionisationsstroms, bei dem kein Maximum als Referenzpunkt ermittelt wird.

Aus der DE 195 37 773 C2 ist bekannt, dass eine Anfettung des Brenngas-Luft-Gemischs eine Zündung eines Brenners begünstigt.

Die DE 1 806 589 A beschreibt eine Gasfackel zum Verbrennen von zeitweise überschüssigen Brenngasen. Ein entsprechender Druckanstieg in der Gasleitung initiiert ein Abfackeln. Die Zündung erfolgt mit zeitlicher Verzögerung, um eine Zündung eines zündbaren Gemischs im Fackelrohr oder Tauchrohr zu vermeiden.

Aus der US 40 67 681 ist ein Gasherd mit Pilotflamme bekannt. Die Pilotflamme dient der Zündung der Brenner der Herdplatten.

GB 2 013 868 A beschreibt eine Vorrichtung zum Zünden eines Brenngas-Luft-Gemischs, bei dem bei eingeschalteter Zündung Brenngas und Luft gefördert werden, bis das Gemisch die Luft verdrängt und an einer Zündelektrode ein zündfähiges Gemisch vorliegt. Dieses wird entzündet und die Flamme von einem UV-Sensor erkannt.

Bei Zündvorgängen gemäß dem bekannten Stand der Technik ergibt sich jedoch der Nachteil, dass bei einem solchen Zündvorgang selbsterregte Schwingungen auftreten können.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei denen das Auftreten von selbsterregten Schwingungen vermieden ist.

Erfindungsgemäß wird dies bei Vorrichtungen der eingangs erwähnten Art durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 erreicht.

Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen ist sichergestellt, dass die Aktivierung der Zündeinrichtung gegenüber dem Öffnen des Gasventiles verzögert erfolgt. Dabei kann auf einfache Weise erreicht werden, dass die Zündung erst dann erfolgt, wenn bereits ein zündfähiges Gemisch aus dem Brenner austritt. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen des Anspruchs 1 ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau der Vorrichtung, mit dem eine ständige Überwachung der Zusammensetzung des aus dem Brenner austretenden Gas-Luft-Gemisches möglich ist.

Durch die Merkmale des unabhängigen Anspruches 2 ergibt sich eine sehr einfache, alternative Vorrichtung, bei der auf eine Überprüfung des Gemisches bei jedem Startvorgang des Brenners verzichtet werden kann. Dabei kann zum Beispiel für eine bestimmte Brennertype jene Verzögerungszeit ermittelt werden, bei der in der Regel das nach dem Öffnen des Gasventils aus dem Brenner austretende Gemisch die theoretische Zündfähigkeit erreicht hat. Die Merkmale des Anspruchs ermöglichen auf einfache Weise eine Sicherung gegen eine zu lange Verzögerung bei der Aktivierung der Zündeinrichtung, wodurch Verpuffungen beim Zünden des Brenners vermieden werden.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
1 und 2 schematisch erfindungsgemäße Einrichtungen und
3 ein Diagramm der Entwicklung des Gemisches in der Startphase eines Brenners.
Gleiche Bezugszeichen bedeuten in den beiden 1 und 2 gleiche Einzelheiten.
Die Erfindung umfasst einen von einem Gebläse 1 unterstützten Brenner 2, der in einer Brennkammer 5 angeordnet ist, in der sich ein Wärmetauscher 3 befindet und dermit einer Abgasführung 4 versehen ist.
An der Ausströmseite des mit einer Vielzahl von Ausströmöffnungen versehenen Brenners 2 ist eine Zündelektroden-Anordnung 6 vorgesehen, die mit einem Feuerungsautomaten 14 über ein Zündkabel 13 verbunden ist. Dabei bildet der Feuerungsautomat 14 mit der Elektroden-Anordnung bzw. Zündelektroden 6 eine Zündeinrichtung.
Das Gebläse 1 ist mit einem Ansaugrohr 20 versehen, in das ein Gasrohr 8 mit erheblichem Spiel hineinragt, so dass das Gebläse 1 beim Betrieb des Brenners 2 gleichzeitig Gas und Luft ansaugt und vermischt.
Im Gasrohr 8 sind Gasventile 9 angeordnet, die den Zustrom von Gas zum Gebläse 1 steuern.
In 1 steht ein Vergleicher 19 über eine Signalleitung 12 in Verbindung mit einem an der Ausströmseite des Brenners 2 angeordneten, das Mischungsverhältnis des aus dem Brenner während der Startphase ausströmenden Gas-Luftgemisches erfassenden Sensor 7, der zum Beispiel durch einen O₂- oder einen Gassensor gebildet sein kann. Dieser Vergleicher 19 ist weiters mit einem Speicher 18 eingangsseitig verbunden, in dem ein einem zündfähigen Gemisch entsprechender Wert A gespeichert ist.
Dieser Vergleicher 19 steht über die Steuerleitung 22 mit dem Feuerungsautomaten 14 in Verbindung.
Erhält der Feuerungsautomat über eine nicht dargestellte Steuerleitung ein einer Wärmeanforderung entsprechendes Signal, so startet dieser das Gebläse 1. Erreicht das Gebläse 1 seine Nenndrehzahl, so öffnet der Feuerungsautomat 14 die Gasventile 9 über die Leitung 10.
Dadurch strömt Gas und Luft in das Gebläse 1, und es tritt ein Gas-Luftgemisch aus dem Brenner 2 aus, in dem, wie aus der 3 zu ersehen ist, der Anteil des Gases ansteigt. Dabei erreicht der Gasanteil nach der Zeit t_min nach dem Öffnen der Gasventile 9 die theoretische Zündgrenze und nach einer bestimmten Zeit den Wert des stationären Zustandes des Mischungsverhältnisses.
Stellt dieser Vergleicher 19 die Überschreitung der theoretischen Zündgrenze des aus dem Brenner 2 austretenden Gas-Luft-Gemisches fest, das heißt, der durch den Sensor 7 erfasste Gasanteil des Gas-Luft-Gemisches übersteigt den im Speicher 18 eingeschriebenen Wert, so gibt dieser Vergleicher 19 ein die Zündung aktivierendes Signal ab, wodurch die Zündung eingeleitet wird.
Wird der der theoretischen Zündgrenze entsprechende Gasanteil im Gas-Luft-Gemisch vom Sensor 7 nicht erfasst, so gibt der Vergleicher 19 ein Signal über die Steuerleitung 22 an den Feuerungsautomat 14 ab, wodurch die Zündung eingeleitet wird.
In 2 sind die Gasventile 9 über eine Leitung 10 mit dem Feuerungsautomaten 14 verbunden, der über eine Steuerleitung 21 weiters mit einem Zeitglied 15 verbunden ist.
Dieses Zeitglied 15 ist mit einem Vergleicher 16 verbunden, der mit seinem zweiten Eingang mit einem Speicher 17 verbunden ist, in dem ein einer vorbestimmten minimalen Zeit t_min entsprechender Wert gespeichert ist.
Beim Start des Brenners 2 wird nach dem Öffnen der Gasventile 9 durch den Vergleicher 16 geprüft, ob die seit dem Öffnen der Gasventile 9 vergangene Zeit kleiner als die im Speicher 17 eingeschriebene Zeit ist. Solange dies der Fall ist, ist einer Ansteuerung des Feuerungsautomaten 14 im Sinne einer Aktivierung der Zündelektroden 6 der Vergleicher 16 signalmäßig vorgeschaltet.

Claims

Vorrichtung zum Starten eines Gasbrenners (2), wobei der Gasbrenner (2) von einem Gebläse (1) unterstützt wird, das Gebläse (2) zumindest Luft ansaugt, zumindest ein Gasventil (9) die Gaszufuhr zu dem Gasbrenner (2) steuert und ein Gemisch aus Gas und Luft aus dem Gasbrenner (2) austritt, wobei ein die Zusammensetzung des aus dem Gasbrenner (2) während der Startphase austretenden, unverbrannten Gemischs erfassenden Sensor (7) vorgesehen ist, der mit einem Vergleicher (19) verbunden ist, an dem ein Speicher (18) angeschlossen ist, wobei der Vergleicher (19) ausgangsseitig mit einer Zündeinrichtung (6, 14) derart in Verbindung steht, dass die Zündeinrichtung erst nach dem Erreichen eines zündfähigen Gemischs aktiviert wird.
Vorrichtung zum Starten eines Gasbrenners (2), wobei der Gasbrenner (2) von einem Gebläse (1) unterstützt wird, das Gebläse (2) zumindest Luft ansaugt, zumindest ein Gasventil (9) die Gaszufuhr zu dem Gasbrenner (2) steuert und ein Gemisch aus Gas und Luft aus dem Gasbrenner (2) austritt, wobei eine Zündeinrichtung bestehend aus einem Feuerungsautomaten (14) und Zündelektroden (6) zur Zündung des Gas-Luft-Gemischs vorhan den ist, wobei die Aktivierung der Zündelektroden (6) über den Feuerungsautomaten (14) erst nach Ablauf einer empirisch ermittelten Zeitspanne, zu der die theoretische Zündgrenze des Gas-Luft-Gemisches nach dem Öffnen des Gasventils (9) weitgehend sicher erreicht ist, erfolgt.