EP0718562A2 - Kochapparat mit einem Glaskeramikkochfeld - Google Patents

Kochapparat mit einem Glaskeramikkochfeld Download PDF

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EP0718562A2
EP0718562A2 EP95119087A EP95119087A EP0718562A2 EP 0718562 A2 EP0718562 A2 EP 0718562A2 EP 95119087 A EP95119087 A EP 95119087A EP 95119087 A EP95119087 A EP 95119087A EP 0718562 A2 EP0718562 A2 EP 0718562A2
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flame
igniter
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switched
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Edgar Vom Schloss
Christoph Paul Kalmer
Gerhard Becke
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/12—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24C3/126—Arrangement or mounting of control or safety devices on ranges
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24C—DOMESTIC STOVES OR RANGES ; DETAILS OF DOMESTIC STOVES OR RANGES, OF GENERAL APPLICATION
    • F24C3/00—Stoves or ranges for gaseous fuels
    • F24C3/04—Stoves or ranges for gaseous fuels with heat produced wholly or partly by a radiant body, e.g. by a perforated plate
    • F24C3/06—Stoves or ranges for gaseous fuels with heat produced wholly or partly by a radiant body, e.g. by a perforated plate without any visible flame
    • F24C3/067—Ranges

Definitions

  • the invention relates to a cooking apparatus with a glass ceramic hob and one or more gas radiation burners, each of which has a gas supply device with a solenoid valve, a glow starter, a flame monitoring device and an on / off switch for the glow starter and a control device for the operation and monitoring of the burner .
  • Cooking apparatuses of the type described above are known, for example, from DE 40 03 799 C1.
  • the gas burner is ignited via a glow igniter and the presence or absence of a gas flame is monitored via an ionization path.
  • the glow igniter is switched off via a control device.
  • Monitoring devices of this type have the advantage of switching off the glow starter as soon as a flame is ignited and thus preventing unnecessary heating.
  • the disadvantage of such solutions is that the gas flame does not always have a stable combustion behavior after it has been ignited and after it has been recognized by the ionization path in the start-up phase. This depends very much on the gas mixture used. If the burning behavior of the gas flame is not yet stable, it can go out again, with the result that the arrangement must recognize the extinction of the flame and initiate a new start. Since the number of attempts to restart within a certain period of time may only be small for safety reasons, the ignition mechanism may behave erratically with intermittent interruptions in such cases.
  • the invention has set itself the task of bridging the unsafe burner start-up phase without letting the glow igniter continue to burn unnecessarily long.
  • the invention proposes the features characterized in claim 1.
  • the basic idea of the proposed solution is to have the gas flame checked for presence by the flame detection device after a first, predetermined time which, statistically speaking, allows a stable burner pattern to be expected with high probability. If there is a flame, the glow igniter is switched off, if there is no flame, the presence of the gas flame is checked again after a second predetermined time, which corresponds to the prescribed safety time. If this is still not available, it is assumed that it is a malfunction and the cooking apparatus is switched to a so-called lockout routine and not only the faulty but all the burners are shut down.
  • control device outputs a period of 5 seconds as the first predetermined time and a period of 10 seconds as the second predetermined time.
  • a period of 5 seconds as the first predetermined time
  • a period of 10 seconds as the second predetermined time.
  • control device is preferably implemented by a microprocessor, but an ASIC can also be used for this Find.
  • An ionization path is preferably used as the flame monitoring device.
  • a gas ceramic hob 1 is shown, under which a fleece 2 is arranged.
  • the gas is supplied via a gas line 3 and a solenoid valve 4.
  • a glow starter 5 is controlled by an electronic control device 6.
  • the latter is also connected to the solenoid valve 4. It receives its commands from a usual handling knob 7 on the stove.
  • An ionization path 8, which is also electrically connected to the control device 6, is used for flame monitoring.
  • the arrangement works as follows. After actuation of the knob 7, the glow starter 5 is energized and heated, the solenoid valve 4 is opened and then the fleece is ignited. After starting the glow igniter after a predetermined time, in the present case of 5 seconds, the control device 6 sends a query signal to the flame detection device 8 in such a way that its state recognizes whether a gas flame is present or not. If a flame has been detected by the flame monitoring device 8, it is detected switched off by the control device 6 of the igniter 5. If, on the other hand, no flame has been detected, the glow igniter remains in operation and the control device sends a new query signal to the flame monitoring device 8 after a second predetermined time, in the present case this is a further 5 seconds.
  • the glow starter is now switched off in any case. If a flame was detected, the solenoid valve 5 remains open, if no flame was detected, it is closed and all burners of the cooking apparatus are switched off and a signal is output on a display (not shown) or a buzzer.
  • FIG 2a the states of action of several assemblies of a cooking apparatus are shown along a time axis. It can be seen that in the presence of an operating voltage and actuation of the toggle, the fan for the cooking apparatus is first switched on and after a waiting time specified by the device, the glow starter and after a preheating time, the solenoid valve for the gas flow is switched on. After a certain time, the flame begins to ignite, a flame signal is recognized, initially with interruptions, and the igniter is briefly switched on and off again, until then, as can be seen from the continuous flame signal, the flame burns constantly and the glow igniter is finally switched off.
  • FIG. 2b shows that an already existing flame has gone out for some reason, a flame failure signal being emitted by the flame monitoring device and the igniter being switched on at the same time. It can also be seen here that the igniter, after the flame burns stably, is finally switched off after several interruptions and the flame failure signal disappears. In this very brief malfunction, the solenoid valve was not switched off, but remained open after an ignition process was successfully initiated within a safety period.
  • FIG. 2c shows a case in which a successful ignition could not be initiated after a brief fault. It can be seen that, similarly to FIG. 2b, a flame failure signal is given after the flame has disappeared and the glow igniter is energized at the same time. After a safety time ts, the igniter and the solenoid valve are switched off and a lockout signal is generated.
  • a brief fault is described with reference to FIG. 3b, analogously to FIG. 2b. It can be seen that after the flame has extinguished at the time ta, a flame failure signal is generated after a short time and the igniter is switched on at the same time. At time t1, in the present case after 5 seconds, it is checked for the first time whether a flame is present. After the flame monitoring device 8 has recognized one and no longer emits a flame failure signal, the glow igniter is switched off at the end of the safety time ts. The solenoid valve remains open all the time. At time t1, the flame monitoring device 8 is checked again by the control device 6. After no flame failure signal is present, a properly burning flame is concluded and correct operation is confirmed. At this point the igniter is no longer actuated.
  • FIG. 3c A fault that cannot be remedied is described with reference to FIG. 3c, analogously to FIG. 2c. It can be seen that after the flame disappears within a short time a flame failure signal is detected and the glow igniter 5 is energized. At time t1, it is checked for the first time whether a flame is present; after this is not the case and the flame failure signal is present, the igniter remains energized. At the end of the safety time ts, the flame monitoring device 8 is checked again via the control device 6. There is still a flame failure signal as a sign of the absence of a flame.
  • the igniter is switched off, the solenoid valve is closed and the system is switched to a lockout routine in which a signal is output either to an optical or to an acoustic display, as a sign that the user restarts the entire switching process including toggle actuation.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kochapparat mit einem Glaskeramikkochfeld und einem oder mehreren Gasstrahlungsbrennern, von denen jeder eine Gasversorgungseinrichtung mit Magnetventil, einen Glühzünder, eine Flammenüberwachungseinrichtung und einen Ein-/Ausschalter für den Glühzünder sowie eine Steuereinrichtung für den Betrieb und die Überwachung des Brenners aufweist. Zu zwei vorbestimmten Zeitpunkten, vorzugsweise im Bereich von 5 und 10 Sekunden wird von der Steuereinrichtung die Flammenüberwachungseinrichtung dahingehend abgeprüft, ob diese eine Flamme erkannt hat oder nicht. Wird zum ersten Zeitpunkt eine Flamme erkannt, wird der Glühzünder abgeschaltet, wird keine Flamme erkannt, so bleibt der Glühzünder bis zum zweiten Zeitpunkt in Betrieb. Wenn dann noch immer keine Flamme vorhanden ist, wird der Glühzünder abgeschaltet und das Magnetventil geschlossen. Es erfolgt eine Störabschaltung des Systems. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Kochapparat mit einem Glaskeramikkochfeld und einem oder mehreren Gasstrahlungsbrennern, von denen jeder eine Gasversorgungseinrichtung mit Magnetventil, einen Glühzünder, eine Flammenüberwachungseinrichtung und einen Ein-/Ausschalter für den Glühzünder sowie eine Steuereinrichtung für den Betrieb und die Überwachung des Brenners aufweist.
  • Kochapparate der vorbeschriebenen Art sind beispielsweise aus der DE 40 03 799 C1 bekannt. Bei der dort beschriebenen Anordnung wird der Gasbrenner über einen Glühzünder gezündet und über eine Ionisationsstrecke das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Gasflamme übewacht. Sobald eine Gasflamme erkannt wird, wird der Glühzünder über eine Steuereinrichtung abgeschaltet.
  • Überwachungseinrichtungen dieser Art haben den Vorteil, den Glühzünder zeitnah nach Zündung einer Flamme abzuschalten und damit eine unnötige Aufheizung zu verhindern. Nachteil solcher Lösungen ist jedoch, daß die Gasflamme nach ihrer Zündung und nach dem Erkennen durch die Ionisationsstrecke in der Anlaufphase noch nicht in jedem Falle ein stabiles Brennverhalten aufweist. Ein solches hängt nämlich sehr stark von dem verwendeten Gasgemisch ab. Ist das Brennverhalten der Gasflamme noch nicht stabil, so kann ein Wiedererlöschen eintreten, mit der Folge, daß die Anordnung das Erlöschen der Flamme erkennen und einen erneuten Start einleiten muß. Da aus Sicherheitsgründen die Zahl der Wieder-Startversuche innerhalb eines bestimmten Zeitraumes nur gering sein darf, ist in solchen Fällen ein unstetes Verhalten des Zündungsmechanismus, mit zeitweisen Unterbrechungen, zu erwarten.
  • Um Schwierigkeiten dieser Art zu vermeiden, hat es sich die Erfindung zur Aufgabe gesetzt, die unsichere Brenner-Anlaufphase zu überbrücken, ohne den Glühzünder unnötig lange weiterbrennen zu lassen.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale vor.
  • Grundgedanke der vorgeschlagenen Lösung ist es, die Gasflamme nach einer ersten, vorbestimmten Zeit, welche statistisch gesehen mit hoher Wahrscheinlichkeit ein stabiles Brennerbild erwarten läßt, durch die Flammenerkennungseinrichtung auf Vorhandensein überprüfen zu lassen. Ist eine Flamme vorhanden, wird der Glühzünder abgeschaltet, ist keine Flamme vorhanden, so wird nach einer zweiten vorbestimmten Zeit, die der vorgeschriebenen Sicherheitszeit entspricht, erneut das Vorhandensein der Gasflamme überprüft. Ist diese dann noch immer nicht vorhanden, so wird angenommen, daß es sich um einen Störfall handelt und der Kochapparat wird in eine sogenannte Störabschaltungsroutine geschaltet und nicht nur der fehlerhafte, sondern alle Brenner stillgesetzt.
  • Mit der vorgeschlagenen Lösung wird die Zahl der von der Steuereinrichtung durchzuführenden Wiederstartversuche drastisch eingeschränkt und mögliche, dadurch bedingte Verzögerungszeiten eliminiert. Der Kochapparat erhält dadurch zum einen einen stetigeren Anlaufbetrieb, insbesondere bei qualitativ schwankenden Gasgemischen.
  • Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuereinrichtung als erste vorbestimmte Zeit einen Zeitraum von 5 Sekunden und als zweite vorbestimmte Zeit einen Zeitraum von 10 Sekunden ausgibt. Selbstverständlich wäre es im Sinne der Erfindung möglich, diese Zeiträume zu variieren.
  • Die Steuereinrichtung ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorzugsweise durch einen Mikroprozessor realisiert, es kann hierfür jedoch auch ein ASIC Verwendung finden. Als Flammenüberwachungseinrichtung dient vorzugsweise eine Ionisationsstrecke.
  • Nachfolgend soll die Erfindung an einem Ausführungsbespiel anhand der Zeichnung noch näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    in schematischer Darstellung einen Kochapparat mit Steuereinrichtung;
    Figuren 2a - 2c
    die Darstellung verschiedener Zündvorgänge bei einem bekannten Kochapparat;
    Figuren 3a - 3c
    die Darstellung verschiedener Zündvorgänge bei einem erfindungsgemäßen Kochapparat.
  • In Figur 1 ist ein Gas-Keramikkochfeld 1 dargestellt, unter dem einem Vlies 2 mit angeordnet ist. Über eine Gasleitung 3 und ein Magnetventil 4 erfolgt die Gaszufuhr. Ein Glühzünder 5 wird über eine elektronische Steuereinrichtung 6 angesteuert. Letztere steht auch mit dem Magnetventil 4 in Verbindung. Ihre Befehle erhält sie von einem üblichen Handhabungsknebel 7 am Herd. Zur Flammenüberwachung dient eine Ionisationsstrecke 8, die ebenfalls an der Steuereinrichtung 6 elektrisch angeschlossen ist.
  • Die Funktionsweise der Anordnung ist wie folgt. Nach Betätigen des Knebels 7 wird der Glühzünder 5 bestromt und aufgeheizt, das Magnetventil 4 geöffnet und dann das Vlies gezündet. Von der Steuereinrichtung 6 wird nach Inbetriebnahme des Glühzünders nach einer vorbestimmten Zeit, in, vorliegenden Falle von 5 Sekunden, ein Abfragesignal an die Flammenerkennungseinrichtung 8 gegeben derart, daß an deren Zustand erkannt wird, ob eine Gasflamme vorhanden ist oder nicht. Wurde von der Flammenüberwachungseinrichtung 8 eine Flamme erkannt, so wird von der Steuereinrichtung 6 der Glühzünder 5 abgeschaltet. Wurde hingegen keine Flamme erkannt, so bleibt der Glühzünder in Betrieb und die Steuereinrichtung gibt nach einer zweiten vorbestimmten Zeit, im vorliegenden Fall sind dies weitere 5 Sekunden, ein erneutes Abfragesignal an die Flammenüberwachungseinrichtung 8 . Der Glühzünder wird jetzt in jedem Falle abgeschaltet. Wurde eine Flamme erkannt, so bleibt das Magnetventil 5 geöffnet, wurde keine Flamme erkannt, so wird es geschlossen und es erfolgt eine Störabschaltung aller Brenner des Kochapparates und Ausgabe eines Signals an einer nicht dargestellten Anzeige oder einem Summer.
  • Anhand der Figuren 2a bis 2c soll zunächst die Wirkungsweise einer bekannten Steuerung für einen Kochapparat beschrieben werden, bei welchem der Glühzünder bei Erkennen des Flammensignals abgeschaltet wird.
  • In Figur 2a sind entlang einer Zeitachse die Wirkungszustände mehrerer Baugruppen eines Kochapparats dargestellt. Man erkennt, daß bei Vorhandensein einer Betriebsspannung und Betätigung des Knebels zunächst das Gebläse für den Kochapparat eingeschaltet wird und nach einer vom Gerät vorgegebenen Wartezeit der Glühzünder und nach einer Vorglühzeit das Magnetventil für den Gasfluß eingeschaltet werden. Nach einer gewissen Zeit beginnt die Flamme zu zünden, es wird ein Flammensignal, zunächst mit Unterbrechungen, erkannt und der Zünder jeweils kurzzeitig ein- und wieder ausgeschaltet, bis dann, erkennbar am dauernd verlaufenden Flammensignal die Flamme konstant brennt und der Glühzünder endgültig abgeschaltet wird.
  • In Figur 2b ist dargestellt, daß eine bereits vorhandene Flamme aus irgendwelchen Gründen ausgegangen ist, wobei von der Flammenüberwachungseinrichtung ein Flammenausfallsignal abgegeben wird und gleichzeitig der Zünder eingeschaltet wird. Man erkennt auch hier wieder, daß der Zünder, nachdem die Flamme stabil brennt, nach mehreren Unterbrechungen endgültig abgeschaltet wird und das Flammenausfällsignal verschwindet. Bei diesem sehr kurzzeitigen Störfall wurde das Magnetventil nicht abgeschaltet, sondern blieb offen, nachdem ein Zündvorgang innerhalb einer Sicherheitszeit mit Erfolg eingeleitet wurde.
  • In Figur 2c ist schließlich ein Fall dargestellt, bei welchem nach einem kurzzeitigen Störfall keine erfolgreiche Zündung eingeleitet werden konnte. Man erkennt, daß, ähnlich wie in Figur 2b, nach Verschwinden der Flamme ein Flammenausfallsignal gegeben und gleichzeitig der Glühzünder bestromt wird. Nach einer Sicherheitszeit ts werden der Zünder und das Magnetventil abgeschaltet und ein Störabschaltsignal erzeugt.
  • Anhand der Figuren 3a bis 3c soll nun die Wirkungsweise der Erfindung noch näher erläutert werden.
  • Aus Figur 3a ist erkennbar, daß nach Betätigung des Knebels 7 zunächst das Gebläse eingeschaltet wird und nach einer Wartezeit zunächst der Glühzünder eingeschaltet und dann das Magnetventil geöffnet werden. Nach einer Zeit t1 wird von der Steuereinrichtung 6 überprüft, ob die Flammenüberwachungseinrichtung 8 eine Gasflamme erkannt hat. Im vorliegenden Falle ist dies nicht der Fall, der Glühzünder bleibt noch bestromt bis zum Ende der Zeit ts, am Ende der Sicherheitszeit. Inzwischen wird von der Flammenüberwachungseinrichtung 8 ein Flammensignal erkannt und der Glühzünder 5 zu diesem Zeitpunkt abgeschaltet.
  • Anhand von Figur 3b wird ein kurzzeitiger Störfall beschrieben, analog zu Figur 2b. Man erkennt, daß nach Verlöschen der Flamme zum Zeitpunkt ta nach kurzer Zeit ein Flammenausfällsignal erzeugt und gleichzeitig der Zünder eingeschaltet wird. Zum Zeitpunkt t1, im vorliegenden Falle nach 5 Sekunden, wird erstmalig geprüft, ob eine Flamme vorhanden ist. Nachdem die Flammenüberwachungseinrichtung 8 eine solche erkannt hat und kein Flammenausfällsignal mehr abgibt, wird der Glühzünder am Ende der Sicherheitszeit ts abgeschaltet. Das Magnetventil bleibt wieder während der ganzen Zeit geöffnet. Zum Zeitpunkt t1 erfolgt eine erneute Prüfung der Flammenüberwachungseinrichtung 8 durch die Steuereinrichtung 6. Nachdem kein Flammenausfällsignal vorhanden ist, wird auf eine ordnungsgemäß brennende Flamme geschlossen und ein ordnungsgemäßer Betrieb konstatiert. Der Zünder wird zu diesem Zeitpunkt nicht mehr betätigt.
  • Anhand von Figur 3c wird, analog zu Figur 2c, ein nicht zu behebender Störfall beschrieben. Man erkennt, daß nach Verschwinden der Flamme innerhalb der Zeit ta nach kurzer Zeit ein Flammenausfallsignal festgestellt und der Glühzünder 5 bestromt wird. Zum Zeitpunkt t1 wird erstmalig geprüft, ob eine Flamme vorhanden ist; nachdem dies nicht der Fall ist und das Flammenausfällsignal besteht, bleibt der Zünder weiterhin bestromt. Am Ende der Sicherheitszeit ts erfolgt über die Steuereinrichtung 6 erneut eine Überprüfung der Flammenüberwachungseinrichtung 8. Es besteht noch immer ein Flammenausfallsignal zum Zeichen für das Nichtvorhandensein einer Flamme. Jetzt wird der Zünder abgeschaltet, das Magnetventil geschlossen und das System in eine Störabschaltungsroutine geschaltet, in welcher ein Signal entweder an eine optische oder an eine akustische Anzeige ausgegeben wird, zum Zeichen, daß der Benutzer den gesamten Schaltvorgang einschließlich Knebelbetätigung erneut startet.
  • Im Vergleich der Figuren 3a und 3b mit den Figuren 2a und 2b erkennt man, daß bei der erfindungsgemäßen Anordnung ein mehrfachen Zünden des Zünders bis zum Erreichen eines stabilen Flammenbildes am Gasbrenner nicht erfolgt, sondern daß der Zünder entweder aus oder an ist und nicht "flackert". Damit werden die eingangs erläuterten Vorteile der Erfindung erreicht.

Claims (5)

  1. Kochapparat mit einem Glaskeramikkochfeld und einem oder mehreren Gasstrahlungsbrennern, von denen jeder eine Gasversorgungseinrichtung mit Magnetventil, einen Glühzünder, eine Flammenüberwachungseinrichtung und einen Ein-/Ausschalter für den Glühzünder sowie eine Steuereinrichtung für den Betrieb und die Überwachung des Brenners aufweist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steuereinrichtung (6) nach einer ersten vorbestimmten Zeit nach der Zündung des Glühzünders (5) und Einschalten des Magnetventils (4) die Flammenüberwachungseinrichtung (8) auf das Vorhandensein einer Gasflamme abfragt und bei Vorhandensein den Glühzünder abschaltet bzw. bei Nichtvorhandensein nach einer vorgegebenen zweiten Zeit (Sicherheitszeit) die Flammenüberwachungseinrichtung erneut abfragt und bei Vorhandensein einer Gasflamme den Glühzünder abschaltet bzw. bei Nichtvorhandensein eine Störabschaltung des betreffenden Brenners vornimmt.
  2. Kochapparat nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steuereinrichtung (6) bei Erhalt eines Signals der Flammenüberwachungseinrichtung (8) wegen Erlöschens der Gasflamme einen erneuten Startversuch des Glühzünders (5) vornimmt, ohne das Magnetventil (4) zwischendurch abzuschalten.
  3. Kochapparat nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (6) als erste vorbestimmte Zeit 5 sec. und als
    zweite vorbestimmte Zeit 10 sec. ausgibt.
  4. Kochapparat nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Steuereinrichtung (6) als Mikroprozessor ausgebildet ist.
  5. Kochapparat nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß als Flammenüberwachungseinrichtung (8) eine Ionisationsstrecke vorgesehen ist.
EP95119087A 1994-12-23 1995-12-05 Kochapparat mit einem Glaskeramikkochfeld Expired - Lifetime EP0718562B1 (de)

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EP0718562A2 true EP0718562A2 (de) 1996-06-26
EP0718562A3 EP0718562A3 (de) 1996-12-27
EP0718562B1 EP0718562B1 (de) 2000-02-23

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