EP0339499A2 - Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes der Brennerplatte eines Flächenbrenners - Google Patents

Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes der Brennerplatte eines Flächenbrenners Download PDF

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Vaillant GmbH
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Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
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    • F23D2900/00012—Liquid or gas fuel burners with flames spread over a flat surface, either premix or non-premix type, e.g. "Flächenbrenner"

Definitions

  • the invention relates to a device for monitoring the operation of the burner plate of a surface burner, in particular a radiation burner, penetrated by mixture outlet openings, by means of at least one electrode measuring ionization in the flame area of the burner.
  • a surface burner in particular a radiation burner
  • the mixture of fuel gas and combustion air which is premixed in optimal proportions, is already within the mixture of ceramic material, steel wool or the like.
  • existing burner plate ignited and burns with very short flames, which have a very short reaction time. These flames can be so short that they cannot be seen, but only a glow from the burner plate can be observed.
  • the invention provides according to its most important feature that the electrode measuring the ionization is assigned a limited area of the burner plate is in which the burner flames are dimensioned with a greater length than in the remaining area of the burner plate.
  • the mixture outlet openings in the area assigned to the electrode can be dimensioned with a smaller cross section than the mixture outlet openings passing through the remaining area of the burner plate, so that the mixture flows through these smaller openings more quickly and forms longer burner flames.
  • the proportion of air in the mixture supplied to the burner plate in the area assigned to the electrode can also be deliberately made smaller than in the remaining area of the burner plate. This also increases the length of the burner flames locally.
  • a ceramic burner plate 1 fed from its underside with a gas-air mixture is penetrated by mixture outlet openings 2 and is monitored by two cooperating electrodes 3 measuring the ionization in the distance area, which are located above the burner plate 1 via a Extend surface area 4 of this plate, in which the mixture outlet openings have an approximately half smaller diameter than the mixture outlet openings 2 in the remaining region of the burner plate 1.
  • this region 4 which has the smaller mixture outlet openings 5 can be formed by an insertable part 6 of the top of the burner plate .
  • burner flames are formed in the area 4 in such a way that the two electrodes 3 connected to a current source 7 are able to measure and signal ionization.
  • the burner plate 1 consists of a conductive material, for example steel, steel wool or the like, and is connected to the current source 7 together with the electrode 3.
  • the burner plate 1 is again supplied with a gas-air mixture from below via a mixture guide 8.
  • the combustion air flows to this mixture guide 8 via a combustion air guide 9, in which there is a nozzle head 11 which is formed with radial gas nozzles 10 and is fed with fuel gas via a gas supply line 12.
  • a branch line 13 of this gas supply line 12 opens into a separate mixture guide 14, which supplies only that portion 4 of the burner plate 1 with mixture above which the electrode 3 is located.
  • the proportion of air in this mixture supplied to sub-area 4 is to be dimensioned by dimensioning the branch line 13 and the separate mixture guide 14 in such a way that it is higher in the mixture flowing into the mixture guide 8 than in the separate mixture guide 14.
  • the flames that form at the mixture outlet openings 5 inevitably become longer than those that start at the mixture outlet openings 2.
  • the longer flames enable the electrode 3 to measure the ionization and to display the burner operation.

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Abstract

Der Betrieb einer von Gemischaustrittsöffnungen (2) durchsetzten Brennerplatte (1) eines Flächenbrenners, insbesondere Strahlungs­brenners, wird mittels mindestens einer die Ionisation in Flammen­bereich messenden Elektrode (3) überwacht.
Um sicherzustellen, daß dieser Elektrode (3) eine zur Ionisations­messung brauchbare Brennerflamme zur Verfügung steht, ist ihr ein begrenzter Bereich (4) der Brennerplatte (1) zugeordnet, in dem die Brennerflammen mit einer größeren Länge als im übrigen Bereich der Brennerplatte (1) bemessen sind.
Längere Brennerflammen in diesem Bereich (4) können dadurch erzielt werden, daß die Gemischaustrittsöffnungen (5) dieses Bereiches (4) kleiner bemessen werden als die übrigen Gemisch­austrittsöffnugnen (2) der Brennerplatte (1) oder dadurch, daß der Luftanteil des der Brennerplatte (1) in diesem Bereich (4) zugeführten Gemisches geringer bemessen wird als im übrigen Bereich der Brennerplatte (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes der von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzten Brenner­platte eines Flächenbrenners, insbesondere Strahlungsbrenners, mittels mindestens einer die Ionisation im Flammenbereich des Brenners messenden Elektrode.
    Bei solchen Flächenbrennern wird das aus Brenngas und Verbrennungs­luft bestehende, in optimalen Anteilen vorgemischte Gemisch bereits innerhalb der aus keramischem Material, Stahlwolle od.dgl. be­stehenden Brennerplatte gezündet und verbrennt mit sehr kurzen Flammen, die eine sehr kurze Reaktionszeit aufweisen. Diese Flammen können so kurz sein, daß sie nicht selbst zu sehen sind, sondern nur ein Glühen der Brennerplatte zu beobachten ist.
  • Bei der Überwachung solcher Flächenbrenner ergeben sich deshalb Probleme, weil eine Überwachung mittels die Ionisation im Flam­menbereich messender Elektroden darauf beruht, daß die Leit­fähigkeit und der Gleichrichtereffekt der Brennerflammen für die Ionisationsmessung maßgebend ist. Beispielsweise kann es bei der Einstellung einer Teillast der Brennerleistung zu Störungen kommen, weil sich an der Oberseite der Brennerplatte keine zur Überwachung benutzbare Flammen ausbilden, sondern die kurzen Brennerflammen in der Brennerplatte verschwinden und unkontrollierbar werden.
  • Zur Lösung dieses Problems sieht die Erfindung gemäß ihrem wesentlichsten Merkmal vor, daß der die Ionisation messenden Elektrode ein begrenzter Bereich der Brennerplatte zugeordnet ist, in dem die Brennerflammen mit einer größeren Länge als im übrigen Bereich der Brennerplatte bemesen sind.
  • Diese sinnvoll unterschiedliche Bemessung der Brennerflammen läßt sich im Rahmen der Erfindung auf verschiedenerlei Arten erfolgversprechend verwirklichen.
  • So können die Gemischaustrittsöffnungen in dem der Elektrode zugeordneten Bereich mit einem geringeren Querschnitt als die den übrigen Bereich der Brennerplatte durchsetzenden Gemischaustrittsöffnungen bemessen sein, so daß das Gemisch diese kleineren Öffnungen rascher durchströmt und längere Brennerflammen bildet.
  • Man kann aber zum Zeck der Verlängerung der sich im begrenzten Bereich befindlichen Brennerflammen auch den Luftanteil des der Brennerplatte in dem der Elektrode zugeordneten Bereich zugeführten Gemisches bewußt geringer bemessen als im übrigen Bereich der Brennerplatte. Auch dadurch kann die Länge der Brennerflammen örtlich vergrößert werden.
  • In diesem Fall bedarf es gesonderter, an die Unterseite der Brennerplatte ansetzender Gemischführungen, die über eine gemeinsame Verbrennungsluftführung und eine gemeinsame Brenn­stoffzufuhrleitung gespeist sein können, wobei dann von der Brennstoffzufuhrleitung eine Zweigleitung in einen den begrenz­ten Bereich der Brennerplatte speisenden Zweig der Verbrennungs­luftführung mündet, die sich in einer eigenen Gemischführung fortsetzt.
  • Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Vorrichtungen sind in den Zeichnungen veranschaulicht und nachstehend an Hand der Zeichnungsfiguren erläutert.
  • Im einzelnen zeigt
    • Fig.1 eine Brennerplatte schaubildlich und
    • Fig.2 in einem Schnitt nach II-II der Fig.1.
    • Fig.3 ist ein schematischer Vertikalschnitt durch die Gemischführung eines Gasbrenners einer anderen Ausführungsform.
  • Gemäß Fig. 1 und 2 ist eine von ihrer Unterseite her mit einem Gas-Luft-Gemisch gespeiste keramische Brennerplatte 1 von Gemischaustrittsöffnungen 2 durchsetzt und wird von zwei zusammenarbeitenden, die Ionisation im Abstandsbereich messenden Elektroden 3 überwacht, die sich oberhalb der Brennerplatte 1 über einen Flächenbereich 4 dieser Platte erstrecken, in dem die Gemischaustrittsöffnungen einen etwa um die Hälfte geringeren Durchmesser aufweisen als die Gemischaustrittsöffnungen 2 im übrigen Bereich der Brennerplatte 1. Beispielsweise kann dieser die kleineren Gemischaustrittsöffnungen 5 aufweisende Bereich 4 von einem einsetzbaren Teil 6 der Oberseite der Brennerplatte gebildet sein. Infolge der unterschiedlichen Größe der Gemischaustrittsöffnungen 2 bzw. 5 bilden sich im Bereich 4 jedenfalls so lang bemessene Brennerflammen, daß den beiden an eine Stromquelle 7 angeschlossenen Elektroden 3 eine Messung und Signalisierung der Ionisation ermöglicht wird.
  • Gemäß der Ausführungsform nach Fig.3 besteht die Brennerplatte 1 aus einem leitenden Material, z.B. Stahl, Stahlwolle od.dgl., und ist gemeinsam mit der Elektrode 3 an die Stromquelle 7 angeschlossen.
  • Die Brennerplatte 1 wird auch wieder von unten her über eine Gemischführung 8 mit einem Gas-Luft-Gemisch versorgt. Die Verbrennungsluft strömt dieser Gemischführung 8 über eine Verbrennungsluftführung 9 zu, in der sich ein mit radialen Gasdüsen 10 ausgebildeter Düsenkopf 11 befindet, der über eine Gaszufuhrleitung 12 mit Brenngas gespeist wird. Eine Zweigleitung 13 dieser Gaszufuhrleitung 12 mündet in einer separaten Gemischführung 14, die nur jenen Teilbereich 4 der Brennerplatte 1 mit Gemisch versorgt, oberhalb dessen sich die Elektrode 3 befindet. Der Luftanteil in diesem dem Teilbereich 4 zugeführten Gemisch ist durch zielführende Dimensionierung der Zweigleitung 13 und der separaten Gemischführung 14 so zu bemessen, daß er in dem der Gemischführung 8 zuströmenden Gemisch höher als in der separaten Gemischführung 14 ist. Dadurch werden die Flammen, die sich an den Gemischaustritts­öffnungen 5 bilden, zwangsläufig länger als jene, die an den Gemischaustrittsöffnungen 2 ansetzen. Die längeren Flammen befähigen die Elektrode 3 zur Messung der Ionisation und zur Anzeige des Brennerbetriebes.

Claims (4)

1. Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes der von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzten Brennerplatte eines Flächenbrenners, insbesondere Strahlungsbrenners, mittels min­destens einer die Ionisation messenden Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Elektrode (3) ein begrenzter Bereich (4) der Brennerplatte (1) zugeordnet ist, in dem die Brenner­flammen mit einer größeren Länge als im übrigen Bereich der Brennerplatte (1) bemessen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gemischaustrittsöffnungen (5) in dem der Elektrode (3) zugeordneten Bereich (4) mit einem geringeren Querschnitt als die den übrigen Bereich der Brennerplatte (1) durchsetzenden Gemischaustrittsöffnungen (2) bemessen sind (Fig.1,2).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftanteil des der Brennerplatte (1) in dem der Elektrode zugeordneten Bereich (4) zugeführten Gemisches geringer bemessen ist als im übrigen Bereich der Brennerplatte (1) (Fig.3).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch gesonderte, an die Unterseite der Brennerplatte (1) ansetzende Gemischführungen (8 bzw. 10), die über eine gemeinsame Ver­brennungsluftführung (9) und eine gemeinsame Brennstoff­zufuhrleitung (12) gespeist sind, wobei von der Brennstoff­zufuhrleitung (12) eine Zweigleitung (13) in einen eigenen den begrenzten Bereich (4) der Brennerplatte (1) speisenden Zweig (15) der Verbrennungsluftführung (9) mündet, die sich in einer eigenen Gemischführung (14) fortsetzt.
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