DE69522002T2 - System zur automatischen Mindestleistungssuchung geliefert durch atmosphärische Gasbrenner - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Einstellung des Mindestdurchflusswerts eines gasbefeuerten Luftbrenners, insbesondere für Kochmulden, Herde und ähnliche Haushaltsgeräte, wobei der Brenner mit die Durchflussgröße einstellenden Einstellmitteln und einer Flammenfeststellvorrichtung in Verbindung steht.
• Die Patentzusammenfassungen aus Japan, Band 014, Nr. 071 (M-0933), 9/02/1990 und der JP-A-01 291 017 offenbaren eine Einrichtung, die es dem Brenner eines Gasherds ermöglicht, Flammen bei einer festen, unteren Größe zu erzeugen, wenn die Flammen unter einer festen, geeigneten Größe fallen. Diese Einrichtung weist einen Mikrorechner auf, der die von einem Flammensensor abgegebene Spannung liest, um festzustellen, ob das Ausgangssignal des Flmmensensors über oder unter einem festen Wert liegt. Diese Einrichtung ist nicht für Kochgeräte, wie Kochmulden, geeignet, weil der Flammensensor, der die Flammengröße feststellen sollte, durch die betreffende Position zwischen der Flamme und dem Flammensensor zu stark beeinflusst wird. Ferner beeinflusst die Flammengröße nicht wirklich das Ausgangssignal des Flammensensors, weil die Verbrennungstemperatur der Flamme immer konstant und unabhängig von der Flammengröße ist.
• Die von jedem gasbefeuerten Luftbrenner abgebbare Mindestflammenleistung wird durch eine große Anzahl von Faktoren beeinflusst, so dass die Mindestflammenleistung durch den Endbenutzer nicht genau eingestellt werden kann, wenn bekannte Brenner und entsprechende, gegenwärtig bekannte Durchflusseinstellmittel (Hähne) benutzt werden. Eine der am meisten die Einstellung beeinflussenden Faktoren ist selbstverständlich der Gasdruck am Brenner. Dieser Druck kann täglichen Abweichungen unterliegen, die durch die Anzahl der gleichzeitig Gas vom öffentlichen Gasversorgungsnetz für ihre Geräte verbrauchenden Benutzer bedingt sind. Dieser Druck kann auch durch die Tatsache beeinflusst werden, dass die verschiedenen Benutzer an verschiedene Punkte des Gasversorgungsnetzes angeschlossen sind, so dass sich verschiedene Druckabfälle und Druckabweichungen ergeben.
• Um daher zu gewährleisten, dass beim Drehen des Hahns in die Position mit der Mindestflammenleistung die Flamme unter jeder Betriebsedingung leuchtend bleibt, ist gegenwärtig eine Mindestleistungseinstellschraube am Hahn vorgesehen. Diese Schraube wird dazu benutzt, in der Herstellungsphase diejenige Mindestgasdurchflussgröße voreinzustellen, die erforderlich ist, um zu gewährleisten, dass die Flamme vorhanden ist, wenn der niedrigste, durch Vorschriften festgelegte Gasdruck herrscht. Wenn der in dieser Weise voreingestellte Brenner beim Endbenutzer montiert wird, führt der Monteur eine Feineinstellung mit dieser Schraube aus. In dieser Weise wird die Mindestgasdurchflussgröße gewährleistet, aber nur unter den Betriebsbedingungen, die zur Zeit dieser Einstellung der Schraube herrschten.
• Im Fall von Druckänderungen, eines höheren Luftanteils in den Versorgungsrohren, die Flamme störenden Bewegungen der Umgebungsluft, Schmutz auf dem Brenner oder einer anderen Störung kann die in dieser Weise voreingestellte Mindestdurchflussgröße einer solchen Änderung ausgesetzt sein, dass der Brenner erlischt.
• Um die vorstehenden Probleme zu lösen, sieht die Erfindung eine automatische Steuereinrichtung vor, deren kennzeichnede Merkmale in den beigefügten Ansprüchen niedergelegt sind.
• Die Erfindung geht klarer aus der folgenden, ausführlichen Beschreibung einer bevorzugten Ausführung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung hervor, die eine Steuereinrichtung für einen gasbefeuerten, Luftbrenner schematisch zeigt.
• In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen üblichen, gasbefeuerten, Luftbrenner, der mit einer Gasquelle über eine Leitung 2 verbunden ist, in der eine Gasdurchflusssteuervorrichtung 3 liegt. Diese Vorrichtung 3 kann ein durch Pulsdauermodulation gesteuertes Magnetventil, ein Proportionalventil, ein motorbetriebener Hahn oder ähnliches Mittel sein, mit dem der Gasdurchfluss nichtmanuell eingestellt werden kann. Die Vorrichtung 3 wird durch einen Mikrosteuerbaustein 4 oder dergleichen gesteuert. Um den Brenner 1, beispielsweise im Umkreis der betreffenden Flamme, sind ein Flammendetektor 5 (beispielsweise ein Thermoelement) und eine mit elektrischer Entladung arbeitende Zündvorrichtung 6 angeordnet, die mit einer Elektrode 7 versehen ist.
• Das Thermoelement 5 ist über einen elektronischen Signalformer 8 mit einem Eingang des Mikrosteuerbausteins 4 verbunden. Dieser Signalformer leitet aus seinem Eingangssignal ein digitales Signal ab, das anzeigt, ob die Flamme vorhanden oder nicht vorhanden ist.
• An den Mikrosteuerbaustein 4 ist eine Benutzerschnittstelle 9 angeschlossen, die mit Steuerelementen (Berührungsschalter, Knopf, Schieber, Taste oder einem ähnlichen Element) versehen ist. Diese Steuerelemente werden vom Benutzer betätigt, um die erforderliche Flammenleistung am Brenner einzustellen. Die dargestellte Benutzerschnittstelle 9 zeigt im Einzelnen eine Zündtaste 11 ein Display 12 für die Anzeige der gewählten Leistung und zwei Tasten zur Auswahl der gewünschten Leistung, von denen eine Taste 13 für die Zunahme und eine Taste 14 für die Abnahme der Leistung vorgesehen ist.
• Eine bestimmte Anzahl (beispielsweise neun) von Voreinstellungsgrößen der Flammenleistung ist im Mikrosteuerbaustein 4 gespeichert. Bei der niedrigsten Größe bleibt die Flamme noch bei niedrigstem, durch Vorschriften vorgeschriebenen Druck erhalten. Damit wird das Vorhandensein der Flamme unter jeder Betriebsbedingung bei der Anfangszündung des Brenners gewährleistet, wenn die niedrigste Leistungsgröße mit den Tasten 13, 14 gewählt wird.
• Wenn der Benutzer eine Leistungsgröße wünscht, die kleiner als die gespeicherte ist (beispielsweise, weil der betreffende Kochbetrieb eine lange Zeit bei niedriger Leistungsgröße erfordert), betätigt der Benutzer die Auswahltasten beispielsweise dadurch, dass er den Finger auf die Leistungsabnahmetaste 14 gedrückt hält, nachdem mit dieser die niedrigste Leistungsgröße erreicht worden ist. Der Mikrosteuerbaustein 4 wirkt dann auf die Durchflusssteuervorrichtung 3 derart ein, dass die vom Brenner 1 abgegebene Leistung langsam vermindert wird. Gleichzeitig fährt der Mikrosteuerbaustein 4 mit der Prüfung des Vorhandenseins der Flamme derart fort, dass er dasjenige digitale Signal liest, das von dem mit dem Thermoelement 5 verbundenen Signalformer 8 abgegeben wird.
• Die Durchflussverminderung erreicht schließlich einen Punkt, bei dem die Flamme des Brenners 1 erlischt. Dieses Erlöschen wird mit dem Thermoelement festgestellt, und ein entsprechendes Signal erreicht den Mikrosteuerbaustein 4, der dann die letzte Durchflussgröße bestimmt, bei der die Flamme noch brennt. Der Mikrosteuerbaustein 4 veranlasst dann wieder das Zünden der Flamme, indem er die Zündvorrichtung 6, 7 in Betrieb setzt, und wirkt auf die Durchflusssteuervorrichtung 3 derart ein, dass eine Durchflussgröße erreicht wird, die eine leichte Brennerzündung ermöglicht. Diese Durchflussgröße wird im Speicher des Mikrosteuerbausteins 4 gespeichert. Nach dem Wiederaufleuchten der Flamme vermindert der Mikrosteuerbaustein 4 die Gasdurchflussgröße wieder auf die gerade festgelegte Mindestgröße, die vom Benutzer gewünscht worden ist. Der Brenner kann nun mit der realen Mindestdurchflussgröße inbezug auf die besonderen, gerade vorhandenen Betriebsbedingungen betrieben werden. Gleichzeitig werden alle Betriebsbedingungen der Brennereinstelleinrichtung auf der Basis der neuen Mindestgrößenbedingungen gemäß den im Mikrosteuerbaustein enthaltenen, neuen Paramtern von neuem geeicht.
• Wenn die Betriebsbedingungen sich derart ändern sollten, dass sich ein Auslöschen der Flamme ergibt (beispielsweise infolge eines Druchabfalls, von Luftbewegungen in der Betriebsumgebung, von Schmutz, der sich während des Kochens auf dem Brenner angesammelt hat, usw.) wird der Mikrosteuerbaustein 4 von der Abwesenheit der Flamme am Brenner 1 benachrichtigt, und der Mikrosteuerbaustein 4 erhöht daraufhin allmählich die Gasdurchflussgröße (innerhalb eines bevorzugten Bereichs, wobei die Größe jedoch geringer als ein Größtwert der Mindestdurchflussgröße ist) und hält die Zündvorrichtung 6, 7 in Betrieb, um dann den Anstieg der Durchflussgröße zu stoppen, wenn er darüber informiert worden ist, dass die Flamme wieder leuchtet, wobei dieses Leuchten einer neuen Mindestdurchflussgröße entspricht.
• Wenn das Leuchten innerhalb des genannten Durchflussgrößenbereichs nicht auftritt, wird beispielsweise ein geeignetes optisches Anzeigeglied 20 aktiviert, das in der Schnittstelle 9 positioniert ist.
• Die Einrichtung ist auch fähig, zur voreingestellten Mindestdurchflussgröße zurückzukehren, die vor dem Auslöschen der Flamme bestand. Dieses wird dadurch erreicht, dass der Mikrosteuerbaustein 4 dasjenige (vom Thermoelement 5 abgegebene) Signal feststellt, das anzeigt, dass die Flamme bei einer neuen Durchflussgröße von neuem gezündet worden ist, dass er das Fehlen des von der Schnittstelle 9 erwarteten Signals feststellt und dass er die nach der Wiederzündung erreichte Durchflussgröße mit der voreingestellten Größe vergleicht.

Claims (8)

1. Einrichtung zur automatischen Suche der von einem gasbetriebenen Luftbrenner (1) eines Haushaltsgeräts abgegebenen Mindestleistung mit einer Flammenfeststellvorrichtung (5, 8), einer Vorrichtung (3) zur Steuerung der Gasdurchflussgröße des Brenners (1), einer benutzergesteuerten Vorrichtung (9), mit der der Benutzer eine gewünschte Flammenleistung einstellen kann, und mit einem Mikrosteuerbaustein (4), mit dem die genannten Vorrichtungen (5, 8, 3, 9) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

dass die Flammenfeststellvorrichtung eine das Vorhandensein einer Flamme feststellende Vorrichtung (5, 8) ist, die ein das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Flamme anzeigendes Signal abgibt, dass ferner eine mit dem Mikrosteuerbaustein (4) verbundene Flammenzündvorrichtung (6, 7) vorgesehen ist und dass der Mikrosteuerbaustein (4) die die Größe des Gasdurchflusses zum Brenner (1) steuernde Vorrichtung (3) und die Flammenzündvorrichtung (6, 7) auf der Basis von Signalen, die er von der benutzergesteuerten Vorrichtung (9) erhält, zur Einstellung der Gasdurchflussgröße derart steuert, dass die Gasdurchflussgröße bei einer Abnahme des Gasdurchflusses auf einen Wert, bei dem die Flamme erlischt, erhöht wird, wobei die Flammenzündvorrichtung (6, 7) solange betrieben wird, bis die Flamme wieder leuchtet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Gasdurchfluss zum Brenner (1) steuernde Vorrichtung (3) ein Durchflusseinstellventil ist, das vom Mikrosteuerbaustein (4) gesteuert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Vorhandensein einer Flamme feststellende Vorrichtung (5, 8) ein Thermoelement und eine Umformvorrichtung aufweist, die den Mikrosteuerbaustein darüber informiert, ob die Flamme leuchtet oder nicht leuchtet.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flammenzündvorrichtung (6, 7) mit elektrischer Entladung arbeitet.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem mit der Steuervorrichtung (9) vom Benutzer eingegebenen Befehl eine vorgegebene Mindestdurchflussgröße bis auf einen niedrigeren Durchflussgrößenwert vermindert wird, bei dem die Flamme erlischt, und dass dieser Durchflussgrößenwert dann erhöht wird, bis die Flamme wieder gezündet worden ist.

6. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Warnleuchte (20) vorgesehen ist, die dann aktiviert wird, wenn es nach der Änderung der Gasdurchflussgröße innerhalb eines bestimmten Bereichs, wobei diese Gasdurchflussgröße aber niedriger als ein Größtwert der Mindestduchflussgröße ist, nicht möglich ist, die Flamme wieder zum Leuchten zu bringen, nachdem sie gelöscht worden ist.

7. Einrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrosteuerbaustein (4) einen Speicher aufweist, der eine Durchflussgröße zur Einwirkung auf die die Gasdurchflussgröße steuernde Vorrichtung (3) speichert, um eine Gasdurchflussgröße zu erhalten, die die Brennerzündung leicht macht.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrosteuerbaustein (4) die Gasdurchflussgröße auf einen vom Benutzer gewünschten Mindestwert vermindert, nachdem das Wiederaufleuchten erreicht worden ist.