EP2281150A2 - Verfahren und gasregelarmatur zur überwachung der zündung eines gasgerätes - Google Patents

Verfahren und gasregelarmatur zur überwachung der zündung eines gasgerätes

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EP2281150A2
EP2281150A2 EP09737856A EP09737856A EP2281150A2 EP 2281150 A2 EP2281150 A2 EP 2281150A2 EP 09737856 A EP09737856 A EP 09737856A EP 09737856 A EP09737856 A EP 09737856A EP 2281150 A2 EP2281150 A2 EP 2281150A2
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gas
ignition
main
main burner
valve
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Mertik Maxitrol GmbH and Co KG
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    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
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    • Y10T137/7758—Pilot or servo controlled
    • Y10T137/7761—Electrically actuated valve

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the ignition of a gas appliance whose function is controlled by a gas control valve and a gas control valve for performing this method.
  • Gas control valves for a gas heater or the like are available in a variety of designs. They serve to ignite and to control or regulate a gas flow flowing to a burner.
  • DE 103 05 929 B3 discloses a method for igniting a gas stream.
  • an ignition safety magnet is actuated via an electronic control unit fed by a voltage source for opening a thermoelectric ignition safety valve blocking the gas flow.
  • an electromagnet is briefly energized with a voltage pulse, whereby an actuating rod opens the Zündtechnischsventil and thereby applies the armature of the Zündtechnischsmagneten.
  • the armature is held by the holding current coming from the voltage source until a thermocouple provides the necessary holding current after ignition of the gas flow or a defined holding time is exceeded.
  • the main valve can be opened via the drive unit. The gas flows to the main burner and is ignited via the pilot flame.
  • a gas control valve is also described, in which after the start-up of the gas stove at "off" - position of the main burner and the pilot burner is transferred to the "off" - position to the energy consumption of the gas heater as low as possible hold.
  • the gas control valve has a sensor, via which the operating state of the main burner can be detected.
  • the sensor is connected to the thermoelectric ignition safety valve such that when changing the operating state of the
  • thermoelectric ignition safety valve assumes its closed position.
  • the invention has for its object a method for monitoring the ignition of a gas appliance whose function is controlled by a gas control valve and a gas control valve to carry out this method, wherein the risk of accumulation of an increased amount of unburned gas in the combustion chamber before the ignition of the main burner is reduced. Furthermore, an immediate re-ignition attempt should be prevented. Furthermore, the gas control valve should have the simplest possible structure.
  • the problem is solved in that in the method for monitoring the ignition of a main burner of a gas appliance, whose function is controlled by a gas control valve, wherein the operating state of the main burner detecting sensor upon actuation of a belonging to Gasregel- fitting drive unit for opening the main valve Gas control valve is activated so that when not fired the main gas flow in the main burner within a predetermined time, the main valve is closed again for a predetermined period of time.
  • the gas control valve for monitoring the ignition of a main burner of a gas appliance for carrying out the method of a fed from a voltage source electronic control unit, a shut off the gas flow thermoelectric Zündtechnischsventil with a Zündtechnischsmagneten whose winding is on the one hand in the circuit of a heated from the gas flame thermocouple and on the other hand, via the electronic control unit is controlled, a drive unit which controls the amount of gas flowing to a main burner via a switch, and a connected via the electronic control unit to the main valve sensor which is arranged so that the operating state of the main burner can be detected.
  • An advantageous embodiment of the method is obtained when not completed the ignition of the main gas flow in the main burner within a predetermined time, not only the main valve but also the Zündtechnischsventil for a likewise predetermined period of time again.
  • the embodiment shows a schematic representation of an embodiment of a gas control valve in a sectional view in the open position.
  • the illustrated in the figure exemplary gas control valve is a switching and control device, which is preferably intended for installation in a gas-fired stove or the like. It enables the operation and monitoring of a burner by controlling the amount of gas flowing to the burner.
  • the burner consists in this embodiment of a pilot burner 1 and a main burner. 2
  • the gas control valve consists of a housing 3, which has a gas inlet 4, a Zündgasausgang 5 and a main gas outlet 6.
  • a gas inlet 4 a gas inlet 4
  • a Zündgasausgang 5 a Zündgasausgang 5
  • main gas outlet 6 a main gas outlet 6.
  • a remote control 8 To control an electronic control unit 7, which is located in this embodiment, together with a voltage source in a separate location-independent housing a remote control 8.
  • Control unit 12 for the amount of gas flowing to the main burner 2.
  • the interior of the housing 3 is divided by a partition 13 into different rooms.
  • a located in the partition 13 first opening 14 forms on the one hand, together with a valve disk 15, a main valve 11 and on the other hand belongs to an ignition safety valve 10.
  • the Zündellessventil 10 is influenced by a thermoelectric Zünd Anlagensmagneten 16, which is located downstream of the gas inlet 4.
  • the thermoelectric ignition safety magnet 16 can be excited via the electronic control unit 7 and via a thermocouple 17 exposed to the pilot flame.
  • the operation of the gas control valve is as follows: After start-up and thus made ignition of the pilot flame can be operated via the remote control 8 and the electronic control unit 7, the drive unit 20 for opening the switch 18. The opening 22 and 23 released and the gas flows through the main gas outlet 6 to the main burner 2 to be ignited by the pilot flame. In a successful ignition, the flames burn with a maximum height, the sensor 21 is heated and there is a feedback to the electronic control unit 7. By operating the drive unit 20, the amount of gas flowing to the main burner 2 can be regulated. The switch 18 is now in the modulating area.

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Abstract

Es soll ein Verfahren zur Überwachung der Zündung eines Gasgerätes, dessen Funktion über eine Gasregelarmatur gesteuert wird und eine Gasregelarmatur zur Durchführung dieses Verfahrens geschaffen werden, bei dem die Gefahr der Ansammlung einer erhöhten Menge unverbrannten Gases im Brennraum vor der Zündung des Hauptbrenners verringert wird. Desweiteren soll ein sofortiger erneuter Zündversuch verhindert werden. Auch soll die Gasregelarmatur einen möglichst einfachen Aufbau aufweisen. Dazu wird ein den Betriebszustand des Hauptbrenners (2) erfassender Sensor (21) bei Betätigung einer zur Gasregelarmatur gehörenden Antriebseinheit (20) zur Öffnung des Hauptventils (11 ) der Gasregelarmatur derart aktiviert, dass bei nicht erfolgter Zündung des Hauptgasstromes im Hauptbrenner (2) innerhalb einer vorgegebenen Zeit das Hauptventil (11) für einen ebenfalls vorgegebenen Zeitabschnitt wieder geschlossen wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Gasregelarmatur zur Überwachung der Zündung eines Gasgerätes
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Zündung eines Gasgerätes, dessen Funktion über eine Gasregelarmatur gesteuert wird und eine Gasregelarmatur zur Durchführung dieses Verfahrens.
Stand der Technik
Gasregelarmaturen für einen Gasheizofen oder dergleichen gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen. Sie dienen zur Zündung und zur Steuerung bzw. Rege- lung eines einem Brenner zufließenden Gasstromes.
So ist beispielsweise aus der DE 103 05 929 B3 ein Verfahren zum Zünden eines Gasstromes bekannt. Bei diesem Verfahren wird über eine von einer Spannungsquelle gespeiste elektronische Steuereinheit ein Zündsicherungsmagnet zur Of- fenhaltung eines den Gasstrom absperrenden thermoelektrischen Zündsicherungsventils angesteuert. Sobald der Zündsicherungsmagnet erregt ist, wird ein Elektromagnet kurzzeitig mit einem Spannungsimpuls erregt, wodurch eine Betätigungsstange das Zündsicherungsventil öffnet und dabei den Anker des Zündsicherungsmagneten anlegt. Der Anker wird durch den von der Spannungsquelle kommenden Haltestrom solange gehalten, bis ein Thermoelement nach erfolgter Zündung des Gasstromes den notwendigen Haltestrom zur Verfügung stellt oder aber eine festgelegte Haltezeit überschritten ist. Nachdem die Zündflamme brennt, kann über die Antriebseinheit das Hauptventil geöffnet werden. Das Gas strömt zum Hauptbrenner und wird über die Zündflamme gezündet.
Bei diesem Verfahren ist es von Nachteil, dass keine Überprüfung der Zündung des Hauptbrenners erfolgt. Aus der Praxis ist es bekannt, dass es durch Strö- mungsprobleme im Bereich des Hauptbrenners zu Problemen beim Zünden desselben kommen kann. Besonders problematisch ist dies bei Gasheizöfen in Kaminausführung, bei denen für eine dekorative Ausgestaltung Holzimitate o.a. verwendet werden, die unsachgemäß im Brennraum angeordnet sind. Dadurch be- steht die Gefahr, dass der Hauptbrenner erst dann gezündet wird, wenn sich schon sehr viel Gas angesammelt hat, so dass es zu einer Explosion kommen kann.
In der DE 10 2004 012 202 A1 ist weiterhin eine Gasregelarmatur beschrieben, bei der nach erfolgter Inbetriebnahme des Gasheizofens bei „Aus" - Stellung des Hauptbrenners auch der Zündbrenner in die „Aus" - Stellung überführt wird, um den Energiebedarf des Gasheizofens möglichst niedrig zu halten. Dazu weist die Gasregelarmatur einen Sensor auf, über den der Betriebszustand des Hauptbrenners erfassbar ist. Dabei ist der Sensor derart mit dem thermoelektrischen Zünd- Sicherungsventil verbunden, dass beim Wechsel des Betriebszustandes des
Hauptbrenners von der Stellung „Ein" in die „Aus" - Stellung durch ein vom Sensor ausgesandtes Signal das thermoelektrische Zündsicherungsventil seine Geschlossenstellung einnimmt.
Auch hier erfolgt keine Überprüfung der Zündung des Hauptbrenners mit den weiter oben genannten Nachteilen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren zur Überwachung der Zündung eines Gasgerätes, dessen Funktion über eine Gasregelarmatur gesteuert wird und eine Gasregelarmatur zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, bei dem die Gefahr der Ansammlung einer erhöhten Menge unverbrannten Gases im Brennraum vor der Zündung des Hauptbrenners verringert wird. Des- weiteren soll ein sofortiger erneuter Zündversuch verhindert werden. Weiterhin soll die Gasregelarmatur einen möglichst einfachen Aufbau aufweisen. Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst, dass bei dem Verfahren zur Überwachung der Zündung eines Hauptbrenners eines Gasgerätes, dessen Funktion über eine Gasregelarmatur gesteuert wird, wobei ein den Betriebszustand des Hauptbrenners erfassender Sensor bei Betätigung einer zur Gasregel- armatur gehörenden Antriebseinheit zur Öffnung des Hauptventils der Gasregelarmatur derart aktiviert wird, dass bei nicht erfolgter Zündung des Hauptgasstromes im Hauptbrenner innerhalb einer vorgegebenen Zeit das Hauptventil für einen ebenfalls vorgegebenen Zeitabschnitt wieder geschlossen wird.
Dazu besteht die Gasregelarmatur zur Überwachung der Zündung eines Hauptbrenners eines Gasgerätes zur Durchführung des Verfahrens aus einer von einer Spannungsquelle gespeisten elektronischen Steuereinheit, einem den Gasstrom absperrenden thermoelektrischen Zündsicherungsventil mit einem Zündsicherungsmagneten, dessen Wicklung einerseits im Stromkreis eines von der Gas- flamme beheizten Thermoelements liegt und andererseits über die elektronische Steuereinheit ansteuerbar ist, einer Antriebseinheit, die über einen Schalter die zu einem Hauptbrenner strömende Gasmenge steuert, und einem über die elektronische Steuereinheit mit dem Hauptventil verbundenen Sensor, der so angeordnet ist, dass der Betriebszustand des Hauptbrenners erfassbar ist.
Damit wurde eine Lösung gefunden, mit der die weiter oben genannten Nachteile des Standes der Technik beseitigt wurden. Dabei zeichnet sich die Lösung durch ihren einfachen Aufbau und ihre einfache Wirkungsweise aus.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ergibt sich, wenn bei nicht erfolgter Zündung des Hauptgasstromes im Hauptbrenner innerhalb einer vorgegebenen Zeit nicht nur das Hauptventil sondern auch das Zündsicherungsventil für einen ebenfalls vorgegebenen Zeitabschnitt wieder geschlossen wird.
Durch das damit verbundene Erlöschen der Zündflamme wird ein Nachzünden des bereits im Brennraum vorhandenen Gases trotz eines bereits geschlossenen Hauptventils verhindert und so die Sicherheit noch weiter erhöht. Ausführungsbeispiel
Anhand eines Ausführungsbeispiels wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Überwachung der Zündung eines Gasgerätes und eine Gasregelarmatur zur Durchführung dieses Verfahrens nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführung einer Gasregelarmatur in geschnittener Darstellung in Offenstellung.
Die in der Figur dargestellte beispielhafte erfindungsgemäße Gasregelarmatur ist ein Schalt- und Regelgerät, das vorzugsweise für den Einbau in einen gasbeheizten Kaminofen oder dergleichen bestimmt ist. Sie ermöglicht die Bedienung und Überwachung eines Brenners, indem die zum Brenner strömende Gasmenge gesteuert wird. Der Brenner besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Zündbrenner 1 und einem Hauptbrenner 2.
Die Gasregelarmatur besteht aus einem Gehäuse 3, das einen Gaseingang 4, einen Zündgasausgang 5 und einen Hauptgasausgang 6 aufweist. In dem Gehäuse 3 befinden sich die einzelnen Funktionseinheiten.
Zur Ansteuerung dient eine elektronische Steuereinheit 7, die sich in diesem Ausführungsbeispiel zusammen mit einer Spannungsquelle in einem separaten ortsunabhängigen Gehäuse einer Fernbedienung 8 befindet.
In der dargestellten Gasregelarmatur sind folgende Funktionseinheiten untergebracht:
• Inbetriebnahme 9 mit Zündsicherungsventil 10 und Hauptventil 11
• Steuerungseinheit 12 für die zum Hauptbrenner 2 strömende Gasmenge.
Dazu ist das Innere des Gehäuses 3 durch eine Trennwand 13 in verschiedene Räume unterteilt. Eine in der Trennwand 13 befindliche erste Öffnung 14 bildet einerseits zusammen mit einem Ventilteller 15 ein Hauptventil 11 und gehört andererseits zu einem Zündsicherungsventil 10. Das Zündsicherungsventil 10 wird durch einen thermoelektrischen Zündsicherungsmagneten 16 beeinflusst, der sich stromab des Gaseinganges 4 befindet. Über die elektronische Steuereinheit 7, sowie über ein der Zündflamme ausgesetztes Thermoelement 17 ist der thermo- elektrische Zündsicherungsmagnet 16 erregbar.
In Strömungsrichtung hinter der Inbetriebnahme 9 befindet sich innerhalb des Gehäuses 3 ein zur Steuerungseinheit 12 zugehöriger Schalter 18, der in bekannter Weise so ausgeführt ist, dass durch in der Trennwand 13 befindliche weitere Öffnungen 22/23 eine modulierende Steuerung der zum Hauptgasausgang 6 strömenden Gasmenge mit sprungförmiger Ein- und Ausschaltung im Teillastbereich erfolgt.
Ein mit dem Schalter 18 in kraftschlüssiger Verbindung stehender und längsbeweglicher Stößel 19 ragt aus dem Gehäuse 3 heraus und ist mit einer nicht näher erläuterten, da für den Fachmann bekannten Antriebseinheit 20 verbunden. Die Ansteuerung der Antriebseinheit 20 erfolgt mittels der Fernbedienung 8 über die elektronische Steuereinheit 7.
Mit der elektronischen Steuereinheit 7 ist ein in unmittelbarer Nähe der Flammen des Hauptbrenners 2 angeordneter Sensor 21 , der in diesem Ausführungsbeispiel temperaturempfindlich ist, verbunden.
Der Aufbau und die Wirkungsweise der Funktionseinheiten ist im übrigen dem Fachmann geläufig, so dass auf die Beschreibung weiterer Einzelheiten verzichtet werden kann.
Die Wirkungsweise der Gasregelarmatur ist wie folgt: Nach Inbetriebnahme und der damit erfolgten Zündung der Zündflamme kann über die Fernbedienung 8 und die elektronische Steuereinheit 7 die Antriebseinheit 20 zur Öffnung des Schalters 18 betätigt werden. Dabei werden die Öffnun- gen 22 und 23 freigegeben und das Gas strömt über den Hauptgasausgang 6 zum Hauptbrenner 2 um durch die Zündflamme gezündet zu werden. Bei einer erfolgreichen Zündung brennen die Flammen mit einer Maximalhöhe, der Sensor 21 wird erwärmt und es erfolgt eine Rückmeldung an die elektronische Steuerein- heit 7. Durch eine Betätigung der Antriebseinheit 20 kann die zum Hauptbrenner 2 strömende Gasmenge reguliert werden. Der Schalter 18 befindet sich nunmehr im modulierenden Bereich.
Tritt innerhalb einer vorgegebenen Zeit keine Zündung des Hauptbrenners 2 ein, weil sich durch Strömungsprobleme, beispielsweise durch eine unsachgemäße Anordnung von Holzimitaten in einem Kaminofen, im Bereich der Zündflamme noch kein zündfähiges Gas-Luft-Gemisch gebildet hat, nichtsdestotrotz jedoch bereits eine größere Gasmenge in den Brennraum eingeströmt ist, werden auf Grund der fehlenden Rückmeldung des Sensors 21 das Zündsicherungsventil 10 und das Hauptventil 11 durch die elektronische Steuereinheit 7 für eine vorgegebene Mindestzeit geschlossen, so dass die sich im Brennraum angesammelte Gasmenge verteilen/verflüchtigen kann. Nach Ablauf der Mindestzeit kann ein erneuter Versuch zur Inbetriebnahme erfolgen.
Aufstellung der Bezugszeichen
Zündbrenner Hauptbrenner Gehäuse Gaseingang Zündgasausgang Hauptgasausgang Elektronische Steuereinheit Fernbedienung Inbetriebnahme Zündsicherungsventil Hauptventil Steuerungseinheit Trennwand Öffnung Ventilteller Zündsicherungsmagnet Thermoelement Schalter Stößel Antriebseinheit Sensor Öffnung Öffnung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überwachung der Zündung eines Hauptbrenners eines Gasgerätes, dessen Funktion über eine Gasregelarmatur gesteuert wird, wobei ein den Betriebszustand des Hauptbrenners (2) erfassender Sensor
(21 ) bei Betätigung einer zur Gasregelarmatur gehörenden Antriebseinheit (20) zur Öffnung des Hauptventils (11) der Gasregelarmatur derart aktiviert wird, dass bei nicht erfolgter Zündung des Hauptgasstromes im Hauptbrenner (2) innerhalb einer vorgegebenen Zeit das Hauptventil (11) für einen ebenfalls vorgegebenen Zeitabschnitt wieder geschlossen wird.
2. Verfahren zur Überwachung der Zündung eines Hauptbrenners eines Gasgerätes nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass bei nicht erfolgter Zündung des Hauptgasstromes im Hauptbrenner (2) innerhalb einer vorgegebenen Zeit das Zündsicherungsventil (10) für einen ebenfalls vorgegebenen Zeitabschnitt wieder geschlossen wird.
3. Gasregelarmatur zur Überwachung der Zündung eines Hauptbrenners eines Gasgerätes zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 , be- stehend aus einer von einer Spannungsquelle gespeisten elektronischen
Steuereinheit (7), einem den Gasstrom absperrenden thermoelektrischen Zündsicherungsventil (10) mit einem Zündsicherungsmagneten (16), dessen Wicklung einerseits im Stromkreis eines von der Gasflamme beheizten Thermoelements (17) liegt und andererseits über die elektronische Steuer- einheit (7) ansteuerbar ist, einer Antriebseinheit (20), die über einen Schalter
(18) die zu einem Hauptbrenner (2) strömende Gasmenge steuert, und einem über die elektronische Steuereinheit (7) mit dem Hauptventil (11) verbundenen Sensor (21), der so angeordnet ist, dass der Betriebszustand des Hauptbrenners (2) erfassbar ist.
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