EP0339499B1 - 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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EP0339499B1
EP0339499B1 EP89107176A EP89107176A EP0339499B1 EP 0339499 B1 EP0339499 B1 EP 0339499B1 EP 89107176 A EP89107176 A EP 89107176A EP 89107176 A EP89107176 A EP 89107176A EP 0339499 B1 EP0339499 B1 EP 0339499B1
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EP
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plate
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EP0339499A2 (de
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Hans-Albrecht Kohlmann
Thomas Pieper
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N.V. VAILLANT S.A.
Vaillant Austria GmbH
Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
Original Assignee
Vaillant Austria GmbH
Nv Vaillant Sa
Joh Vaillant GmbH and Co
Vaillant GmbH
Vaillant SARL
Vaillant Ltd
Vaillant BV
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/14—Radiant burners using screens or perforated plates
    • F23D14/145—Radiant burners using screens or perforated plates combustion being stabilised at a screen or a perforated plate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72—Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/725—Protection against flame failure by using flame detection devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • 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 radiant surface burner with a device for monitoring the operation of the burner plate penetrated by mixture outlet openings by means of at least one electrode measuring the ionization in the flame area of the burner, this electrode being assigned a limited area of the burner plate in which the burner flames with a greater length than are dimensioned in the remaining area of the burner plate.
  • the mixture of fuel gas and combustion air which is premixed in optimal proportions, is already ignited within the burner plate consisting of ceramic material, steel wool or the like 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 is observed.
  • malfunctions can occur when setting a partial load of the burner output because no flames that can be used for monitoring are formed on the top of the burner plate, but the short burner flames in the burner plate disappear and become uncontrollable.
  • GB-OS 2 076 958 provides for the electrode to be assigned a burner area which has longer flames, since secondary air is increasingly supplied to this area through wall openings.
  • An extension of the flames is also achieved by special dimensioning of the mixture outlet openings - as is known from JP-OS 59-157 412.
  • a disadvantage of both methods is the instability and the considerable fluctuation range of the flame length with changing burner parameters.
  • the invention has for its object to address a further possibility for flame extension, which is characterized by stability and precise adjustability.
  • the object is achieved in that mixture guides are attached to the underside of the burner plate and are fed via a common combustion air guide and a common fuel supply line, a branch line then opening from the fuel supply line into a branch of the combustion air guide feeding the delimiting region of the burner plate continues in its own mixture guide, in which the proportion of air is smaller than in the rest of the burner plate.
  • the length of the burner flames can be locally increased in a simple and precisely adjustable manner by appropriate cross-sectional dimensioning of the branch line or the mixture line (s).
  • the figure shows a schematic vertical section through the mixture guide of a surface burner.
  • the burner plate 1 is made of a conductive material, e.g. B. steel, steel wool or the like, and is connected together with the electrode 3 to the power source 7.
  • the burner plate 1 is 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 formed with radial gas nozzles 10, which 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 fed 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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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Gas Burners (AREA)
  • Control Of Combustion (AREA)
  • Regulation And Control Of Combustion (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Strahlungs-Flächenbrenner mit einer Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes der von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzten Brennerplatte mittels mindestens einer die Ionisation im Flammenbereich des Brenners messenden Elektrode, wobei dieser Elektrode ein begrenzter Bereich der Brennerplatte zugeordnet ist, in dem die Brennerflammen mit einer größeren Länge als im übrigen Bereich der Brennerplatte bemessen sind.
  • Bei solchen Flächenbrennern wird das aus Brenngas und Verbrennungsluft bestehende, in optimalen Anteilen vorgemischte Gemisch bereits innerhalb der aus keramischem Material, Stahlwolle oder dergleichen 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 Oberwachung benutzbaren Flammen ausbilden, sondern die kurzen Brennerflammen in der Brennerplatte verschwinden und unkontrollierbar werden.
  • Zur Lösung dieses Problems ist gemäß der GB-OS 2 076 958 vorgesehen, daß der Elektrode ein Brennerbereich zugeordnet ist, der längere Flammen aufweist, indem durch Wandöffnungen diesem Bereich verstärkt Sekundärluft zugeführt wird. Eine Verlängerung der Flammen wird auch durch besondere Dimensionierung der Gemischaustrittsöffnungen erreicht - wie aus der JP-OS 59-157 412 bekannt. Nachteilig ist bei beiden Verfahrensweisen die Instabilität und die erhebliche Schwankungsbreite der Flammenlänge bei sich ändernden Brennerparametern.
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Möglichkeit zur Flammenverlängerung anzugehen, die sich durch Stabilität und genaue Einstellbarkeit auszeichnet.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an die Unterseite der Brennerplatte Gemischführungen ansetzen, die über eine gemeinsame Verbrennungsluftführung und eine gemeinsame Brennstoffzufuhrleitung gespeist sind, wobei dann von der Brennstoffzufuhrleitung eine Zweigleitung in einen den begrenzenden Bereich der Brennerplatte speisenden Zweig der Verbrennungsluftführung mündet, die sich in einer eigenen Gemischführung fortsetzt, in welcher der Luftanteil geringer bemessen ist als im übrigen Bereich der Brennerplatte. Die Länge der Brennerflammen kann durch zielführende Querschnittsbemessung der Zweigleitung oder der Gemischleitung(en) auf einfache und exakt einstellbare Weise örtlich vergrößert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Strahlungs-Flächenbrenners ist nachstehend anhand einer Zeichnungsfigur erläutert.
  • Die Figur zeigt einen schematischen Vertikalschnitt durch die Gemischführung eines Flächenbrenners.
  • Gemäß dieser Ausführungsform besteht die Brennerplatte 1 aus einem leitenden Material, z. B. Stahl, Stahlwolle oder dergleichen, und ist gemeinsam mit der Elektrode 3 an die Stromquelle 7 angeschlossen.
  • Die Brennerplatte 1 wird 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 (1)

  1. Strahlungs-Flächenbrenner mit einer Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes der von Gemischaustrittsöffnungen durchsetzten Brennerplatte mittels mindestens einer die Ionisation messenden Elektrode, wobei dieser Elektrode ein begrenzter Bereich der Brennerplatte zugeordnet ist, in dem die Brennerflammen mit einer größeren Länge als im übrigen Bereich der Brennerplatte bemessen sind, dadurch gekennzeichnet, daß an die Unterseite der Brennerplatte (1) Gemischführungen (8 und 14) ansetzen, die über eine gemeinsame Verbrennungsluftführung (9) und eine gemeinsame Brennstoffzufuhrleitung (12) gespeist sind, wobei von der Brennstoffzufuhrleitung (12) eine Zweigleitung (13) in einen den begrenzten Bereich (4) der Brennerplatte (1) speisenden Zweig (15) der Verbrennungsluftführung (9) mündet, die sich in einer eigenen Gemischführung (14) fortsetzt, in welcher der Luftanteil geringer bemessen ist als im übrigen Bereich der Brennerplatte.
EP89107176A 1988-04-28 1989-04-21 Vorrichtung zur Überwachung des Betriebes der Brennerplatte eines Flächenbrenners Expired - Lifetime EP0339499B1 (de)

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