EP2918912B1 - Brenner - Google Patents

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EP2918912B1
EP2918912B1 EP15155684.2A EP15155684A EP2918912B1 EP 2918912 B1 EP2918912 B1 EP 2918912B1 EP 15155684 A EP15155684 A EP 15155684A EP 2918912 B1 EP2918912 B1 EP 2918912B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
valve
burner
region
flame region
feed line
Prior art date
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Application number
EP15155684.2A
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English (en)
French (fr)
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EP2918912A2 (de
EP2918912A3 (de
Inventor
Tasos Karavalakis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Publication of EP2918912A3 publication Critical patent/EP2918912A3/de
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Publication of EP2918912B1 publication Critical patent/EP2918912B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
    • F23N5/123—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods using electronic means
    • 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
    • F23D14/02—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • 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
    • F23D14/34—Burners specially adapted for use with means for pressurising the gaseous fuel or the combustion air
    • 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
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/60—Devices for simultaneous control of gas and combustion air
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23L—SUPPLYING AIR OR NON-COMBUSTIBLE LIQUIDS OR GASES TO COMBUSTION APPARATUS IN GENERAL ; VALVES OR DAMPERS SPECIALLY ADAPTED FOR CONTROLLING AIR SUPPLY OR DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; INDUCING DRAUGHT IN COMBUSTION APPARATUS; TOPS FOR CHIMNEYS OR VENTILATING SHAFTS; TERMINALS FOR FLUES
    • F23L13/00—Construction of valves or dampers for controlling air supply or draught
    • F23L13/02—Construction of valves or dampers for controlling air supply or draught pivoted about a single axis but having not other movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N1/00—Regulating fuel supply
    • F23N1/02—Regulating fuel supply conjointly with air supply
    • F23N1/022—Regulating fuel supply conjointly with air supply using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/007—Mixing tubes, air supply regulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2233/00—Ventilators
    • F23N2233/06—Ventilators at the air intake
    • F23N2233/08—Ventilators at the air intake with variable speed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/10—High or low fire

Definitions

  • the invention relates to a burner according to claim 1.
  • Burners with burner tubes are known in which a fuel-air mixture is conveyed by means of a blower.
  • a sensor is provided which detects an ionization of a gas between the burner tube and the sensor.
  • a burner tube and a sensor are known, wherein the burner tube has a feed region and a flame region connected to the feed region, wherein at least one gas can be guided into the flame region via an input side of the feed region, wherein the sensor is arranged adjacent to the flame region and combustion of the Gas detected in the flame area.
  • a valve is provided and the supply region comprises a first supply line and a second supply line, wherein the flame region comprises a first flame region fluidically connected to the first supply line and a second flame region fluidically connected to the second supply line, wherein the valve between an open position and a closed position is adjustable and selectively controls a gas flow of the gas via the second supply line to the second flame region.
  • From the EP 2 664 849 A2 shows a mixing device for mixing fuel gas and air in a defined mixing ratio.
  • an improved burner with a burner tube and a sensor can be provided by the burner tube having a feed region and a flame region connected to the feed region. At least one gas can be guided into the flame region via an input side of the feed region.
  • the sensor is arranged adjacent to the flame area arranged to detect combustion of the gas in the flame area.
  • at least one valve is provided.
  • the feed area comprises a first feed line and a second feed line.
  • the flame region has a first flame region, which is fluidically connected to the first supply line, and a second, second flame region, which is fluidically connected to the second supply line.
  • the valve is adjustable between an open position and a closed position and designed to selectively control a gas flow of the gas via the second supply line to the flame region.
  • the sensor is located at or adjacent to the first flame area.
  • a further valve is provided, wherein the further valve between an open position and a closed position is adjustable and designed to selectively control a gas flow of the gas via the first supply line to the first flame region. This avoids that a backflow into the fan can take place from an interior of the burner.
  • a fan is provided adjacent to the input side, wherein the fan is designed to convey the gas into the first supply line and / or with the valve open in the second supply line. This ensures a reliable supply of gas into the burner tube.
  • valve and / or the further valve is arranged in the feed region of the burner tube adjacent to the inlet side.
  • a controller is provided which is connected to the sensor and the valve.
  • the sensor provides a sensor signal corresponding to the combustion.
  • the control unit is designed as described above, wherein the output is connected to the valve and opens or closes the valve depending on the result of the comparison. In this way, a particularly accurate opening and closing of the valve is ensured.
  • the valve has a valve flap and a hinge.
  • the valve flap is attached by means of the joint to the second supply line.
  • the valve flap is movably supported by the hinge between the open position and the closed position.
  • a device for generating a provided magnetic field On the valve flap, a holding element is arranged. In at least the closed position, the holding element and the device enters into operative connection and hold the valve flap in the closed position. This ensures that the closing flap can not be opened by the delivery rate of the fan below a predefined threshold.
  • a bypass is provided according to the invention.
  • the bypass is connected between the input side and the valve on a first side and on a second side downstream of the valve with the second supply line and designed to bridge the valve.
  • the further valve has a further valve flap and a further joint, wherein the further valve flap is fastened by means of the further joint to the first supply line, wherein the further valve flap is movably supported by the further joint between the open position and the closed position, wherein a force of gravity causes the further valve flap in the closed position and blocks a backflow of the gas in the direction of the input side.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a burner 10 and FIG. 2 shows a sectional view through a structural configuration of the in FIG. 1
  • the burner 10 has a control unit 15, a fan 20 and a burner tube 25.
  • the control device 15 comprises a control device 30, an input 35, an output 40 and a memory 45.
  • the memory 45 is connected to the control device 30 via a first connection 50.
  • the control device 30 comprises a controller 31. Furthermore, the control device 30 is connected via a second connection 55 to the input 35 and via a third connection 60 to the output 40. Via a fourth connection 65, the output 40 is connected to the blower 20.
  • the input 35 is connected via a fifth connection 70 to a device 75 which is designed to provide a set value via the fifth connection 70.
  • the device 75 can be designed as a further control unit of a hot water system, a heating system or a circulating air heater.
  • the burner tube 25 has a feed region 80 and a flame region 85.
  • the feed region 80 is fluidically connected to the flame region 85.
  • the flame region 85 is disposed substantially perpendicular to the feed region 80.
  • the feed region 80 is also arranged differently to the flame region 85.
  • the burner tube 25 has an input side 90, on which the blower 20 is arranged. In this case, the feed region 80 is provided between the flame region 85 and the blower 20.
  • the flame region 85 is closed at the end side with an end wall 91.
  • an intake passage 95 is provided. Into the intake passage 95 opens a fuel supply system 100, which is designed to deliver a fuel from a reservoir, not shown, into the intake line 95.
  • the blower 20 also draws in via the suction line 95 oxygen or air from an environment of the burner 10 at.
  • the flame region 85 has a first flame region 115 and a second flame region 120 arranged adjacent to the first flame region 115.
  • the second flame region 120 is arranged at a free end of the burner tube 25 and directly adjacent to the first flame region 115.
  • the first flame region 115 is arranged at a distance from the second flame region 120, or that the first flame region 115 is arranged between the second flame region 120 and the feed region 80.
  • the feed region 80 has a first feed line 105 and a second feed line 110.
  • the two feed lines 105, 110 are guided in the feed region 80 substantially parallel to one another to the flame region 85.
  • the first supply line 105 is connected to a first flame region 115 of the flame region 85 and the second supply line 110 is connected to a second flame region 120 of the flame region 85.
  • a first valve 125 is provided on the inside of the burner tube 25 in the first supply line 105, and a second valve 130 is provided in the second supply line 110.
  • the first valve 125 and the second valve 130 are adjustable between an open position and a closed position.
  • the first valve 125 (see. FIG. 2 ) to a first valve flap 135, which is connected by means of a first hinge 140 with a wall 145 of the burner tube 25 hinged. Furthermore, the first valve 125 has a first holding element 150, on which the first valve flap 135 rests in the closed position of the first valve 125 and blocks a gas flow via the first feed line 105.
  • the first valve 125 is formed automatically and is controlled by means of a pressure difference between the input side 90 of the burner tube 25 and the first flame region 115.
  • the second valve 130 is formed similarly to the first valve 125 and has a second valve flap 155, which is exemplified in FIG FIG. 2 is shown in an open position. Furthermore, the second valve 130 has a second joint 160, with which the second valve flap 155 is connected to an intermediate wall 165 between the first supply line 105 and the second supply line 110. Furthermore, the second valve 130 comprises a second retaining element 170, which is arranged on the underside of the second valve flap 155 and is designed to support the second valve flap 155 in a closed position. Furthermore, the second valve 130 has a securing device 175. The securing device 175 has a first securing element 180, which is designed like a disk and is arranged on an underside of the second valve flap 155.
  • the first fuse element 180 has at least partially a ferromagnetic material.
  • the first securing element 180 is integrated in the second valve flap 155 and / or the second valve flap 155 forms the first securing element 180.
  • the securing device 175 has a second securing element 185, which is arranged below the closed position of the second valve flap 155 on the underside.
  • the second securing element 185 may be, for example, a permanent magnet, an electromagnet and / or a coil, the second securing element 185 being connected to the output 40 of the control device 15 via a sixth connection 190.
  • the second fuse element 185 is configured to provide a magnetic field to be operatively connected to the first fuse element 180 by means of the magnetic field.
  • the second valve flap 155 is shown in an open position. If the second valve flap 155 is transferred into the closed position, then the second valve flap 155 is likewise oriented substantially horizontally analogously to the first valve flap 135. In the closed position, the magnetic field of the second securing element 185 acts on the first securing element 180 and fixes the second valve flap 155 in the closed position.
  • Both the first valve 125 and the second valve 130 prevent in the closed position, a gas flow from the fan 20 toward the flame area 85th
  • the first valve 125 in the embodiment is exclusively gravity-actuated, that is, a force for transferring the first valve flap 135 from the open position, that is, in the embodiment, the second valve flap 155 substantially perpendicular and parallel to the wall or substantially parallel to a Direction of flow of the gas is aligned in the first supply line 105, in the closed position, in which a free end of the first valve flap 135 rests on the first holding member 150 is provided by a force acting on the mass of the first valve flap 135 gravity.
  • the flame region 85 is formed by two pipe sections 195, 200.
  • a first tube section 195 circumferentially spaced surrounds a second tube section 200.
  • the tube sections 195, 200 are cylindrical in the embodiment and have a common longitudinal extent in the direction of their common cylinder axis 205.
  • the first supply line 105 is formed by the cross section radially between the two pipe sections 195, 200.
  • a partition wall 210 is provided between the first pipe section 195 and the second pipe section 200 in the radial direction, which delimits a longitudinal extent of the first supply line 105.
  • the end wall 91 which extends in the radial direction over both pipe sections 195, 200, closes an interior of the pipe sections 195, 200.
  • first openings 215 are provided in the second flame region 120, which are designed to allow the gas to pass radially from the inside outwards through the first openings 215 out of the first tube section 195.
  • first flame region 115 by way of example, no first openings are provided in the first pipe section 195.
  • second openings 220 are provided on the circumference in the second pipe section 200, which are designed to allow gas to pass through the second pipe section 200. This ensures that the first supply line 105 in the first flame region 115 is fluidically connected to an environment.
  • the second flame region 120 is fluidically connected to the second supply line 110 through the first openings 215 and the second openings 220.
  • a holder 225 is further provided, on which a first sensor 230 is arranged.
  • the first sensor 230 is connected via a seventh connection 235 to the input 35 of the control unit 15.
  • the sensor 230 is arranged at a distance from the second pipe section 200 adjacent to the first flame region 115.
  • the sensor 230 is designed to determine an ionization of a gas located between the second pipe section 200 and the sensor 230.
  • the sensor 230 provides a corresponding sensor signal to the input 35 as a function of the ionization.
  • a bypass 241 is provided, which bridges the second valve 130. It is particularly advantageous if the bypass 241 is connected to a first side upstream of the second valve 130 between the input side 90 and the second valve 130. Downstream of the second valve 130, a second side of the bypass 241 is connected to the second supply line 110. This avoids that in a gas leakage of the second valve 130 ignitable fuel-gas mixture accumulates in the second supply line 110 and could ignite abruptly. Via the bypass 241, a small fuel-air mixture is guided via the second supply line 130 into the second flame region 120, where it is then burned, so that, should the second valve 130 have a leak, this has no effect on the combustion behavior.
  • FIG. 3 shows a graph of normalized ionization plotted against a heating power P in kilowatts of the burner 10.
  • the normalized ionization is substantially above about 15 kW, substantially in a range between 95 and 100%, and thus substantially constant. Below 10 kW, the normalized ionization breaks down and can no longer be used for a reasonable control of the burners in conventional burners.
  • FIG. 4 shows the in FIG. 1 shown burner 10 in a first operating state.
  • a power request signal is provided to the input 35 of the controller 15 by the device 75.
  • the input 35 may be formed as an interface.
  • the input 35 has its own logic circuit to convert, for example as an analog-to-digital converter, the power request signal into a digital signal.
  • the input 35 is exemplified as an interface and provides the power request signal of the device 75 to the controller 30.
  • the memory 45 is a function, a first threshold stored.
  • the function provides an allocation of a power of the burner 10 to an ionization of the gas between the sensor 230 and the burner tube 25 ready.
  • a characteristic map, a characteristic curve and / or a tabular assignment is stored in the memory 45.
  • the first threshold correlates to a first predefined speed of the fan. The speed is a measure of the heat output of the burner 10th
  • the device 75 provides the input 35 as a control variable a power request signal correlated with a desired output of the burner 10 and speed of the blower 20, respectively.
  • the input 35 provides the power request signal to the controller 30.
  • the power request signal contains information about a to be provided by the burner 10 heating power.
  • the heat output to be provided corresponds to a speed of the blower 20.
  • the control device 30 assigns a corresponding ionization of the gas to the power request signal by means of the first function stored in the memory 45.
  • the controller 31 of the control device 30 uses, as a setpoint, an ionization assigned by means of the function for the power request signal and, as an actual variable, the measured ionization, which is supplied to the controller 31 by means of the sensor 230.
  • the controller 31 controls according to the setpoint the speed of the fan 20.
  • the speed of the fan 20 compares the controller 30 with the first threshold. If the rotational speed of the blower 20 drops below the first threshold value, the control device 30 keeps the second valve 130 closed (cf. FIG. 4 ).
  • the first valve 125 opens so that the first valve flap 135 swings upwardly in the flow direction away from the blower 20 and the fuel gas mixture through the blower 20 is performed in the first Zu ancient 105.
  • the fuel-gas mixture flows along the first supply line 105 to the second openings 220, exits from the second openings 220 and is ignited on the burner tube 25 and thereby forms a flame 240 in the first flame region 115.
  • the flame 240 ionizes the gas between the first flame area 115 and the sensor 230.
  • the controller 31 controls the speed of the blower 20 based on the second function. As long as the speed of the blower 20 is below the predefined first threshold, the second remains Valve 130 is closed so that no flames 240 are at the second flame area 120.
  • the flames 240 in the first flame region 115 reach at least a predefined height and thus a measurement result of the ionization of the gas between the sensor 230 and the burner tube 25 is not affected by a too low height of the flame 240. Further, it is avoided that the burner tube 25 does not go into a glowing state and thus the burner tube 25 may be damaged. Furthermore, it is avoided that when measuring dust-containing ambient air, the measurement results of the ionization of the gas between the burner tube 25 and the sensor 230 are distorted by the sucked dust particles.
  • the control device 30 opens the second valve 130 by means of a control signal provided via the output 40, so that the fuel-gas mixture can also flow into the second supply line 110 and thus combustion of the fuel in the first flame region 115 and in the second flame region 120 Gas mixture occurs.
  • the second valve 130 Due to the design of the second valve 130 with a second valve flap 155, which is heavier than the first valve flap 135, it is ensured that the second valve flap 155 has a smaller opening angle with respect to the first valve flap 135, and thus reliably ensures that in the first flame region As a result, it is ensured that the measurement results of the ionization of the gas between the sensor 230 and the burner tube 25 are still sufficiently accurate even in this operating state.
  • the second valve flap 155 of the second valve 130 opens further, so that the flame height of the flames 240 continue to increase in the second flame region 120 until they are the same height over the entire burner tube 25.
  • a second threshold may be provided which is stored in the memory 45.
  • the second threshold value correlates with a heating power which is greater than the heating power correlating with the first threshold value.
  • the controller 30 detects whether the power request communicated with the power request signal falls or rises to the burner 10. In this case, the control device 30 uses the first threshold value for opening or closing the second valve 130 with an increasing power requirement and the second threshold value for controlling the second valve 130 in the event of a falling power requirement.
  • the first threshold may have a value of 2500 rpm of the blower 20, which correlates with a heating power of 10 kW of the burner 10
  • the second threshold may, for example, have a value of 3000 rpm of the blower 20, which with a heating power of 12 kW of the burner 10 correlated. If now by means of the device 75 of the control device 30 by means of the power request signal signals that the output heating power of the burner 10 is to be increased from 6 kW to 25 kW, for example, so this detects the controller 30. With the increase in the speed of the blower 20 is increased to promote more fuel and oxygen into the burner tube 25.
  • the control device 30 opens the second valve 130 by means of a corresponding control signal which is provided via the output 40 to the second valve 130.
  • the opening now causes the fuel-air Mixed both in the first supply line 105 and in the second supply line 110 promoted so that both flame areas 115, 120 are supplied with the fuel-oxygen mixture and over the entire flame area 85 flames 240 are arranged on the burner tube 25.
  • the control device 30 closes the second valve 130.
  • the closing can be effected, for example, by a coil of the electromagnet being energized by the control device 30 and thus, the second valve door 155 is attracted from a slightly opened state by the electromagnetic field and transferred to the closing position.
  • the second flame region 120 is deactivated, so that only flames 240 prevail at the first flame region 115, even with a power of 11 kW. This avoids that the flame height becomes too low as the power is reduced, so that measurement results of the sensor 230 are not falsified.
  • the burner 10 is configured differently.
  • the first and second valves 125, 130 are formed as an integrally formed valve. It is also conceivable that the first and / or second valve 125, 130 is V-shaped.
  • the above-described embodiment of the burner 10 has the advantage that the burner with a maximum power of 50 kW, for example, below a power of 10 kW, in which conventional burner have a burner tube annealing, can be operated without the burner tube annealing occurs.

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Brenner gemäß Anspruch 1.
    • Stand der Technik
  • Es sind Brenner mit Brennerrohren bekannt, in die ein Brennstoff-Luft-Gemisch mittels eines Gebläses gefördert wird. Um das Gebläse entsprechend ansteuern zu können, ist ein Sensor vorgesehen, der eine Ionisierung eines Gases zwischen dem Brennerrohr und dem Sensor erfasst.
  • Aus EP 1 083 386 A1 sind ein Brennerrohr und ein Sensor bekannt, wobei das Brennerohr einen Zuführbereich und einen mit dem Zuführbereich verbundenen Flammbereich aufweist, wobei über eine Eingangsseite des Zuführbereichs zumindest ein Gas in den Flammbereich führbar ist, wobei der Sensor angrenzend an den Flammbereich angeordnet ist und eine Verbrennung des Gases im Flammbereich erfasst. Ferner ist ein Ventil vorgesehen und der Zuführbereich umfasst eine erste Zuleitung und eine zweite Zuleitung, wobei der Flammbereich einen ersten mit der ersten Zuleitung fluidisch verbunden Flammbereich und einen zweiten mit der zweiten Zuleitung fluidisch verbunden Flammbereich umfasst, wobei das Ventil zwischen einer Offenposition und einer Schließposition verstellbar ist und einen Gasstrom des Gases über die zweite Zuleitung zum zweiten Flammbereich selektiv steuert.
  • Aus der EP 2 664 849 A2 zeigt eine Mischeinrichtung zum Mischen von Brenngas und Luft in einem definierten Mischungsverhältnis.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Brenner bereitzustellen.
  • Die Aufgabe wird durch einen Brenner gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass ein verbesserter Brenner mit einem Brennerrohr und einem Sensor dadurch bereitgestellt werden kann, dass das Brennerrohr einen Zuführbereich und einen mit dem Zuführbereich verbundenen Flammbereich aufweist. Über eine Eingangsseite des Zuführbereichs ist zumindest ein Gas in den Flammbereich führbar. Der Sensor ist angrenzend an den Flammbereich angeordnet ausgebildet, eine Verbrennung des Gases im Flammbereich zu erfassen. Ferner ist wenigstens ein Ventil vorgesehen. Der Zuführbereich umfasst eine erste Zuleitung und eine zweite Zuleitung. Der Flammbereich weist einen ersten mit der ersten Zuleitung fluidisch verbundenen Flammbereich und einen zweiten mit der zweiten Zuleitung fluidisch verbundenen zweiten Flammbereich auf. Das Ventil ist zwischen einer Offenposition und einer Schließposition verstellbar und ausgebildet, einen Gasstrom des Gases über die zweite Zuleitung zum Flammbereich selektiv zu steuern. Der Sensor ist an oder angrenzend an den ersten Flammbereich angeordnet.
  • Dadurch wird gewährleistet, dass die Flammen am ersten Flammbereich immer eine hinreichende Höhe aufweisen, mit denen der Sensor die Verbrennung der Flammen am ersten Flammbereich erfassen kann. Ferner wird dadurch erreicht, dass eine Modulationsbreite des Brenners insgesamt erhöht werden kann, sodass die minimale Leistung zur maximalen Leistung ein Verhältnis von 1 zu 100 aufweisen kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein weiteres Ventil vorgesehen, wobei das weitere Ventil zwischen einer Offenposition und einer Schließposition verstellbar und ausgebildet ist, einen Gasstrom des Gases über die erste Zuleitung zum ersten Flammbereich selektiv zu steuern. Dadurch wird vermieden, dass eine Rückströmung in das Gebläse aus einem Innenraum des Brenners erfolgen kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist angrenzend an die Eingangsseite ein Gebläse vorgesehen, wobei das Gebläse ausgebildet ist, das Gas in die erste Zuleitung und/oder bei geöffnetem Ventil in die zweite Zuleitung zu fördern. Dadurch wird eine zuverlässige Zuführung von Gas in das Brennerrohr gewährleistet.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist angrenzend an die Eingangsseite das Ventil und/oder das weitere Ventil in dem Zuführbereich des Brennerrohrs angeordnet. Dadurch kann ein besonders kompaktes Brennerrohr ausgebildet werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist ein Steuergerät vorgesehen, das mit dem Sensor und dem Ventil verbunden ist. Der Sensor stellt ein zur Verbrennung korrespondierendes Sensorsignal bereit. Das Steuergerät ist wie oben beschrieben ausgebildet, wobei der Ausgang mit dem Ventil verbunden ist und in Abhängigkeit des Ergebnisses des Vergleichs das Ventil öffnet oder schließt. Auf diese Weise wird eine besonders exakte Öffnung und Schließung des Ventils gewährleistet.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das Ventil eine Ventilklappe und ein Gelenk auf. Die Ventilklappe ist mittels des Gelenks an der zweiten Zuleitung befestigt. Die Ventilklappe ist zwischen der Offenposition und der Schließposition durch das Gelenk bewegbar gelagert. Zwischen der Eingangsseite und der Schließposition der Ventilklappe ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Felds vorgesehen. An der Ventilklappe ist ein Halteelement angeordnet. In zumindest der Schließposition tritt das Halteelement und die Vorrichtung in Wirkverbindung und halten die Ventilklappe in der Schließposition. Dadurch wird gewährleistet, dass die Schließklappe nicht durch die Förderleistung des Gebläses unterhalb eines vordefinierten Schwellenwerts geöffnet werden kann.
  • Um das Anstauen von brennbarem Brennstoff in der zweiten Zuleitung bei geschlossenem Ventil zur Vermeidung von möglichen explosiven Rückschlägen ist erfindungsgemäß ein Bypass vorgesehen. Der Bypass ist zwischen der Eingangsseite und dem Ventil auf einer ersten Seite und auf einer zweiten Seite stromabwärtsseitig des Ventils mit der zweiten Zuleitung verbunden und ausgebildet, das Ventil zu überbrücken.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das weitere Ventil eine weitere Ventilklappe und ein weiteres Gelenk auf, wobei die weitere Ventilklappe mittels des weiteren Gelenks an der ersten Zuleitung befestigt ist, wobei die weitere Ventilklappe zwischen der Offenposition und der Schließposition durch das weitere Gelenk bewegbar gelagert ist, wobei eine Schwerkraft die weitere Ventilklappe in die Schließposition führt und eine Rückströmung des Gases in Richtung der Eingangsseite blockiert.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung eines Brenners;
    Figur 2
    einen Längsschnitt einer konstruktiven Ausgestaltung des in Figur 1 gezeigten Brenners;
    Figur 3
    ein Diagramm eines lonisierungssignals aufgetragen über einer Leistung des in den Figuren 1 bis 5 gezeigten Brenners;
    Figur 4
    den in Figur 1 gezeigten Brenner in einem ersten Betriebszustand;
    Figur 5
    den in Figur 1 gezeigten Brenner in einem zweiten Betriebszustand;
    Figur -6
    den in Figur 1 gezeigten Brenner in einem dritten Betriebszustand;
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Brenners 10 und Figur 2 zeigt eine Schnittansicht durch eine konstruktive Ausgestaltung des in Figur 1 gezeigten Brenners 10. Der Brenner 10 weist ein Steuergerät 15, ein Gebläse 20 und ein Brennerrohr 25 auf.
  • Das Steuergerät 15 umfasst eine Steuereinrichtung 30, einen Eingang 35, einen Ausgang 40 und einen Speicher 45. Der Speicher 45 ist mit der Steuereinrichtung 30 über eine erste Verbindung 50 verbunden. Die Steuereinrichtung 30 umfasst einen Regler 31. Ferner ist die Steuereinrichtung 30 über eine zweite Verbindung 55 mit dem Eingang 35 und über eine dritte Verbindung 60 mit dem Ausgang 40 verbunden. Über eine vierte Verbindung 65 ist der Ausgang 40 mit dem Gebläse 20 verbunden. Der Eingang 35 ist über eine fünfte Verbindung 70 mit einer Vorrichtung 75 verbunden, die ausgebildet ist, einen Sollwert über die fünfte Verbindung 70 bereitzustellen. Die Vorrichtung 75 kann dabei als weiteres Steuergerät einer Warmwasseranlage, einer Heizungsanlage oder einer Umluftheizung ausgebildet sein.
  • Das Brennerrohr 25 weist einen Zuführbereich 80 und einen Flammbereich 85 auf. Der Zuführbereich 80 ist dabei mit dem Flammbereich 85 fluidisch verbunden. In der Ausführungsform ist der Flammbereich 85 im Wesentlichen senkrecht zu dem Zuführbereich 80 angeordnet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Zuführbereich 80 auch andersartig zu dem Flammbereich 85 angeordnet ist. Das Brennerrohr 25 weist eine Eingangsseite 90 auf, an der das Gebläse 20 angeordnet ist. Zwischen dem Flammbereich 85 und dem Gebläse 20 ist dabei der Zuführbereich 80 vorgesehen. Der Flammbereich 85 ist stirnseitig mit einer Endwand 91 verschlossen.
  • Ferner ist eine Ansaugleitung 95 vorgesehen. In die Ansaugleitung 95 mündet ein Brennstoffversorgungssystem 100, das ausgebildet ist, einen Brennstoff aus einem nicht dargestellten Reservoir in die Ansaugleitung 95 zu fördern. Das Gebläse 20 saugt ferner über die Ansaugleitung 95 Sauerstoff bzw. Luft aus einer Umgebung des Brenners 10 an.
  • Der Flammbereich 85 weist einen ersten Flammbereich 115 und einen an dem ersten Flammbereich 115 angrenzenden angeordneten zweiten Flammbereich 120 auf. Der zweite Flammbereich 120 ist dabei an einem freien Ende des Brennerrohrs 25 und direkt angrenzend an den ersten Flammbereich 115 angeordnet. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der erste Flammbereich 115 beabstandet zu dem zweiten Flammbereich 120 angeordnet ist, oder dass der erste Flammbereich 115 zwischen dem zweiten Flammbereich 120 und dem Zuführbereich 80 angeordnet ist.
  • Der Zuführbereich 80 weist eine erste Zuleitung 105 und eine zweite Zuleitung 110 auf. Die beiden Zuleitungen 105, 110 sind im Zuführbereich 80 im Wesentlichen parallel zueinander zum Flammbereich 85 geführt. Dabei ist die erste Zuleitung 105 mit einem ersten Flammbereich 115 des Flammbereichs 85 und die zweite Zuleitung 110 mit einem zweiten Flammbereich 120 des Flammbereichs 85 verbunden. An der Eingangsseite 90 zwischen dem Zuführbereich 80 und dem Gebläse 20 ist innenseitig des Brennerrohrs 25 in der ersten Zuleitung 105 ein erstes Ventil 125 und in der zweiten Zuleitung 110 ein zweites Ventil 130 vorgesehen. Das erste Ventil 125 und das zweite Ventil 130 sind zwischen einer Offenposition und einer Schließposition verstellbar.
  • Dabei weist das erste Ventil 125 (vgl. Figur 2) eine erste Ventilklappe 135 auf, die mittels eines ersten Gelenks 140 mit einer Wandung 145 des Brennerrohrs 25 gelenkig verbunden ist. Ferner weist das erste Ventil 125 ein erstes Halteelement 150 auf, auf der die erste Ventilklappe 135 in der Schließposition des ersten Ventils 125 aufliegt und einen Gasstrom über die erste Zuleitung 105 blockiert. Das erste Ventil 125 ist dabei selbsttätig ausgebildet und wird mittels einer Druckdifferenz zwischen der Eingangsseite 90 des Brennerrohrs 25 und dem ersten Flammbereich 115 gesteuert.
  • Das zweite Ventil 130 ist ähnlich zu dem ersten Ventil 125 ausgebildet und weist eine zweite Ventilklappe 155 auf, die beispielhaft in Figur 2 in einer Offenposition gezeigt ist. Ferner weist das zweite Ventil 130 ein zweites Gelenk 160 auf, mit der die zweite Ventilklappe 155 mit einer Zwischenwandung 165 zwischen der ersten Zuleitung 105 und der zweiten Zuleitung 110 verbunden ist. Des Weiteren umfasst das zweite Ventil 130 ein zweites Halteelement 170, das unterseitig der zweiten Ventilklappe 155 angeordnet ist und ausgebildet ist, die zweite Ventilklappe 155 in einer Schließposition zu stützen. Ferner weist das zweite Ventil 130 eine Sicherungsvorrichtung 175 auf. Die Sicherungsvorrichtung 175 weist ein erstes Sicherungselement 180 auf, das scheibenartig ausgebildet ist und an einer Unterseite der zweiten Ventilklappe 155 angeordnet ist. Das erste Sicherungselement 180 weist zumindest teilweise ein ferromagnetisches Material auf. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass das erste Sicherungselement 180 in der zweiten Ventilklappe 155 integriert ist und/oder die zweite Ventilklappe 155 das erste Sicherungselement 180 ausbildet. Ferner weist die Sicherungsvorrichtung 175 ein zweites Sicherungselement 185 auf, das unterseitig unterhalb der Schließposition der zweiten Ventilklappe 155 angeordnet ist. Das zweite Sicherungselement 185 kann beispielsweise ein Permanentmagnet, ein Elektromagnet und/oder eine Spule sein, wobei das zweite Sicherungselement 185 über eine sechste Verbindung 190 mit dem Ausgang 40 des Steuergeräts 15 verbunden ist. Das zweite Sicherungselement 185 ist ausgebildet, ein magnetisches Feld bereitzustellen, um mittels des magnetischen Feldes in Wirkverbindung zu dem ersten Sicherungselement 180 zu treten.
  • In Figur 2 ist die zweite Ventilklappe 155 in einer Offenposition dargestellt. Wird die zweite Ventilklappe 155 in die Schließposition überführt, so ist die zweite Ventilklappe 155 ebenso im Wesentlichen waagrecht analog zu der ersten Ventilklappe 135 ausgerichtet. In der Schließposition wirkt das magnetische Feld des zweiten Sicherungselements 185 auf das erste Sicherungselement 180 und fixiert die zweite Ventilklappe 155 in der Schließposition.
  • Sowohl das erste Ventil 125 als auch das zweite Ventil 130 verhindern in der Schließposition einen Gasstrom vom Gebläse 20 hin zum Flammbereich 85.
  • Das erste Ventil 125 ist in der Ausführungsform ausschließlich schwerkraftbetätigt, das heißt, dass eine Kraft zum Überführen der ersten Ventilklappe 135 von der Offenposition, also wenn in der Ausführungsform die zweite Ventilklappe 155 im Wesentlichen senkrecht und parallel zur Wandung bzw. im Wesentlichen parallel zu einer Strömungsrichtung des Gases in der ersten Zuleitung 105 ausgerichtet ist, in die Schließposition, in welcher ein freies Ende der ersten Ventilklappe 135 auf dem ersten Halteelement 150 aufliegt, durch eine auf die Masse der ersten Ventilklappe 135 wirkende Schwerkraft bereitgestellt wird.
  • Der Flammbereich 85 wird durch zwei Rohrabschnitte 195, 200 ausgebildet. Dabei umgreift ein erster Rohrabschnitt 195 umfangsseitig beabstandet einen zweiten Rohrabschnitt 200. Die Rohrabschnitte 195, 200 sind in der Ausführungsform zylinderförmig ausgebildet und weisen eine gemeinsame Längserstreckung in Richtung ihrer gemeinsamen Zylinderachse 205 auf. Im Flammbereich 85 wird die erste Zuleitung 105 durch den Querschnitt radial zwischen den beiden Rohrabschnitten 195, 200 gebildet. Um den ersten Flammbereich 115 in Richtung der Zylinderachse 205 von dem zweiten Flammbereich 120 zu trennen, ist zwischen dem ersten Rohrabschnitt 195 und dem zweiten Rohrabschnitt 200 in radialer Richtung eine Trennwand 210 vorgesehen, die eine Längserstreckung der ersten Zuleitung 105 begrenzt. An einem freien Ende des Flammbereichs 85 verschließt die Endwand 91, die sich in radialer Richtung über beide Rohrabschnitte 195, 200 erstreckt, ein Inneres der Rohrabschnitte 195, 200.
  • Im ersten Rohrabschnitt 195 sind im zweiten Flammbereich 120 eine Vielzahl von ersten Öffnungen 215 vorgesehen, die ausgebildet sind, das Gas radial von innen nach außen hin durch die ersten Öffnungen 215 aus dem ersten Rohrabschnitt 195 treten zu lassen. Im ersten Flammbereich 115 sind beispielhaft keine ersten Öffnungen im ersten Rohrabschnitt 195 vorgesehen. Über den gesamten Flammbereich 85 sind umfangsseitig eine Vielzahl von zweiten Öffnungen 220 im zweiten Rohrabschnitt 200 vorgesehen, die ausgebildet sind, Gas durch den zweiten Rohrabschnitt 200 treten zu lassen. Dadurch wird gewährleistet, dass die erste Zuleitung 105 im ersten Flammbereich 115 fluidisch mit einer Umgebung verbunden ist. Der zweite Flammbereich 120 ist durch die ersten Öffnungen 215 und die zweiten Öffnungen 220 fluidisch mit der zweiten Zuleitung 110 verbunden.
  • Zwischen dem Zuführbereich 80 und dem Flammbereich 85 ist ferner ein Halter 225 vorgesehen, an dem ein erster Sensor 230 angeordnet ist. Der erste Sensor 230 ist über eine siebte Verbindung 235 mit dem Eingang 35 des Steuergeräts 15 verbunden. Der Sensor 230 ist dabei beabstandet zu dem zweiten Rohrabschnitt 200 angrenzend an den ersten Flammbereich 115 angeordnet. Der Sensor 230 ist ausgebildet, eine Ionisierung eines zwischen dem zweiten Rohrabschnitt 200 und dem Sensor 230 befindlichen Gases zu ermitteln. Der Sensor 230 stellt in Abhängigkeit der Ionisierung ein korrespondierendes Sensorsignal dem Eingang 35 bereit.
  • Zusätzlich ist (strichliert in Figur 1 dargestellt) ein Bypass 241 vorgesehen, der das zweite Ventil 130 überbrückt. Dabei ist von besonderem Vorteil, wenn der Bypass 241 an einer ersten Seite stromaufwärtsseitig des zweiten Ventils 130 zwischen der Eingangsseite 90 und dem zweiten Ventil 130 angeschlossen ist. Stromabwärtsseitig des zweiten Ventils 130 ist eine zweite Seite des Bypass 241 mit der zweiten Zuleitung 110 verbunden. Dadurch wird vermieden, dass sich bei einer Gasleckage des zweiten Ventils 130 zündfähiges Brennstoff-Gas-Gemisch in der zweiten Zuleitung 110 ansammelt und sich schlagartig entzünden könnte. Über den Bypass 241 wird ein geringer Brennstoff-Luft-Gemisch über die zweite Zuleitung 130 in den zweiten Flammbereich 120 geführt, wo dieses dann verbrannt wird, so dass, sollte das zweite Ventil 130 eine Leckage aufweisen, diese keine Auswirkungen auf das Brennverhalten hat.
  • Figur 3 zeigt ein Diagramm einer normierten Ionisierung, aufgetragen über einer Heizleistung P in Kilowatt des Brenners 10. Die normierte Ionisierung ist im Wesentlichen oberhalb von etwa 15 kW im Wesentlichen in einem Bereich zwischen 95 und 100 % und somit im Wesentlichen konstant. Unterhalb von 10 kW bricht die normierte Ionisierung ein und kann nicht mehr für eine vernünftige Regelung der Brenner bei herkömmlichen Brennern genutzt werden.
  • Figur 4 zeigt den in Figur 1 gezeigten Brenner 10 in einem ersten Betriebszustand.
  • Im Betrieb des Brenners 10 wird durch die Vorrichtung 75 ein Leistungsanforderungssignal an den Eingang 35 des Steuergeräts 15 bereitgestellt. Der Eingang 35 kann als Schnittstelle ausgebildet sein. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Eingang 35 eine eigene Logikschaltung aufweist, um beispielsweise als Analog-Digital-Wandler das Leistungsanforderungssignal in ein digitales Signal umzuwandeln. In der Ausführungsform ist der Eingang 35 beispielhaft als Schnittstelle ausgebildet und stellt das Leistungsanforderungssignal der Vorrichtung 75 der Steuereinrichtung 30 bereit.
  • Im Speicher 45 ist eine Funktion, ein erster Schwellenwert abgelegt. Die Funktion stellt dabei eine Zuordnung einer Leistung des Brenners 10 zu einer Ionisierung des Gases zwischen dem Sensor 230 und dem Brennerrohr 25 bereit. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass alternativ zur Funktion ein Kennfeld, eine Kennlinie und/oder eine tabellarische Zuordnung im Speicher 45 abgelegt ist. Der erste Schwellenwert korreliert mit einer ersten vordefinierten Drehzahl des Gebläses. Die Drehzahl ist dabei ein Maß für die Wärmeleistung des Brenners 10.
  • Die Vorrichtung 75 stellt dem Eingang 35 als Steuergröße ein Leistungsanforderungssignal, das mit einer gewünschten Leistung des Brenners 10 bzw. Drehzahl des Gebläses 20 korreliert, bereit.
  • Der Eingang 35 stellt das Leistungsanforderungssignal der Steuereinrichtung 30 bereit. Das Leistungsanfordungssignal enthält dabei eine Information über eine durch den Brenner 10 bereitzustellende Heizleistung. Die bereitzustellende Heizleistung entspricht dabei einer Drehzahl des Gebläses 20.
  • Die Steuereinrichtung 30 ordnet mittels der im Speicher 45 abgelegten ersten Funktion dem Leistungsanforderungssignal eine entsprechende Ionisierung des Gases zu.
  • Der Regler 31 der Steuereinrichtung 30 verwendet als Sollgröße eine mittels der Funktion zum Leistungsanforderungssignal zugeordnete Ionisierung und als Istgröße die gemessene Ionisierung, die mittels des Sensors 230 dem Regler 31 zugeführt wird.
  • Der Regler 31 regelt entsprechend dem Sollwert die Drehzahl des Gebläses 20. Die Drehzahl des Gebläses 20 vergleicht die Steuereinrichtung 30 mit dem ersten Schwellenwert. Unterschreitet die Drehzahl des Gebläses 20 den ersten Schwellenwert, so hält die Steuereinrichtung 30 das zweite Ventil 130 geschlossen (vgl. Figur 4). Da das Gebläse 20 einen Druck vor dem ersten und dem zweiten Ventil 125, 130 aufbaut, öffnet das erste Ventil 125 dahingehend, dass die erste Ventilklappe 135 nach oben in Strömungsrichtung vom Gebläse 20 weg aufschwingt und das Brennstoff-Gas-Gemisch durch das Gebläse 20 in die erste Zuleistung 105 geführt wird. Das Brennstoff-Gas-Gemisch strömt entlang der ersten Zuleitung 105 bis zu den zweiten Öffnungen 220, tritt aus den zweiten Öffnungen 220 aus und wird am Brennerrohr 25 entzündet und bildet dabei eine Flamme 240 im ersten Flammbereich 115 aus. Die Flamme 240 ionisiert das Gas zwischen dem ersten Flammbereich 115 und dem Sensor 230. Je nach Ionisierung regelt der Regler 31 auf Grundlage der zweiten Funktion die Drehzahl des Gebläses 20. Solange die Drehzahl des Gebläses 20 unterhalb des vordefinierten ersten Schwellenwerts liegt, bleibt das zweite Ventil 130 geschlossen, sodass am zweiten Flammbereich 120 keine Flammen 240 sind. Dies gewährleistet, dass bei geringer Leistungsanforderung an den Brenner 10 die Flammen 240 im ersten Flammbereich 115 wenigstens eine vordefinierte Höhe erreichen und somit ein Messergebnis der Ionisierung des Gases zwischen dem Sensor 230 und dem Brennerrohr 25 durch eine zu geringe Höhe der Flamme 240 nicht beeinträchtigt wird. Ferner wird vermieden, dass das Brennerrohr 25 nicht in einen Glühzustand übergeht und somit das Brennerrohr 25 möglicherweise beschädigt wird. Ferner wird vermieden, dass bei Ansaugen von staubhaltiger Umgebungsluft die Messergebnisse der Ionisierung des Gases zwischen dem Brennerrohr 25 und dem Sensor 230 durch die angesaugten Staubpartikel verfälscht werden.
  • Überschreitet die Drehzahl des Gebläses 20 den vordefinierten ersten Schwellenwert (vgl. Figur 5), so öffnet die Steuereinrichtung 30 mittels eines über den Ausgang 40 bereitgestelltes Steuersignals das zweite Ventil 130, sodass das Brennstoff-Gas-Gemisch auch in die zweite Zuleitung 110 einströmen kann und somit im ersten Flammbereich 115 und im zweiten Flammbereich 120 eine Verbrennung des Brennstoff-Gas-Gemischs auftritt. Durch die Ausgestaltung des zweiten Ventils 130 mit einer zweiten Ventilklappe 155, die schwerer ist als die erste Ventilklappe 135, wird gewährleistet, dass die zweite Ventilklappe 155 einen geringeren Öffnungswinkel gegenüber der ersten Ventilklappe 135 aufweist, und somit zuverlässig gewährleistet wird, dass im ersten Flammbereich 115 die Flammen 240 größer sind als im zweiten Flammbereich 120. Dadurch wird gewährleistet, dass die Messergebnisse der Ionisierung des Gases zwischen dem Sensor 230 und dem Brennerrohr 25 nach wie vor auch in diesem Betriebszustand hinreichend exakt sind.
  • Mit zunehmender Leistungsanforderung (vgl. Figur 6) öffnet sich die zweite Ventilklappe 155 des zweiten Ventils 130 weiter, sodass die Flammhöhe der Flammen 240 im zweiten Flammbereich 120 weiter ansteigen, bis sie über das gesamte Brennerrohr 25 gleich hoch sind.
  • Durch Deaktivierung des zweiten Flammbereichs 120 bei einer geringen Leistungsanforderung an den Brenner 10 wird ferner gewährleistet, dass der Brenner 10 über einen weiten Bereich von minimaler Leistung bis maximaler Leistung betrieben werden kann, ohne dass der Brenner 10 aufgrund einer geringeren Leistungsanforderung abgeschaltet werden muss.
  • Um eine besonders niedrige Flammhöhe im zweiten Betriebszustand (vgl. Figur 5) zu vermeiden, kann ein zweiter Schwellenwert vorgesehen sein, der in dem Speicher 45 abgelegt ist. Der zweite Schwellenwert korreliert dabei mit einer Heizleistung, die größer ist als die zum ersten Schwellenwert korrelierende Heizleistung.
  • Die Steuereinrichtung 30 erfasst, ob die mit dem Leistungsanforderungssignal übermittelte Leistungsanforderung an den Brenner 10 fällt oder steigt. Dabei verwendet die Steuereinrichtung 30 bei einer steigenden Leistungsanforderung den ersten Schwellenwert zum Öffnen bzw. Schließen des zweiten Ventils 130 und bei einer fallenden Leistungsanforderung den zweiten Schwellenwert zur Steuerung des zweiten Ventils 130.
  • So kann beispielsweise der erste Schwellenwert einen Wert von 2500 U/min des Gebläses 20 aufweisen, der mit einer Heizleistung von 10 kW des Brenners 10 korreliert, und der zweite Schwellenwert kann beispielsweise einen Wert von 3000 U/min des Gebläses 20 aufweisen, der mit einer Heizleistung von 12 kW des Brenners 10 korreliert. Wird nun mittels der Vorrichtung 75 der Steuereinrichtung 30 mittels des Leistungsanforderungssignals signalisiert, dass die abzugebende Heizleistung des Brenners 10 von 6 kW auf beispielsweise 25 kW erhöht werden soll, so erfasst dies die Steuereinrichtung 30. Mit der Erhöhung wird die Drehzahl des Gebläses 20 mit erhöht, um mehr Brennstoff und Sauerstoff in das Brennerrohr 25 zu fördern. Überschreitet die Drehzahl des Gebläses 20 den für 10 kW zugehörigen ersten Schwellenwert, so öffnet die Steuereinrichtung 30 mittels eines entsprechenden Steuersignals, das über den Ausgang 40 dem zweiten Ventil 130 bereitgestellt wird, das zweite Ventil 130. Durch das Öffnen wird nun das Brennstoff-Luft-Gemisch sowohl in die erste Zuleitung 105 als auch in die zweite Zuleitung 110 gefördert, sodass beide Flammbereiche 115, 120 mit dem Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch versorgt werden und über den gesamten Flammbereich 85 Flammen 240 am Brennerrohr 25 angeordnet sind.
  • Wird mittels des Leistungsanforderungssignals der Steuereinrichtung 30 signalisiert, dass die Heizleistung des Brenners 10, beispielsweise wenn 25 kW auf 8 kW reduziert werden soll, so wird die Drehzahl des Gebläses 20 verringert. Unterschreitet die Drehzahl des Gebläses 20 den zweiten Schwellenwert, der nun bei der Leistungsverringerung anstatt dem ersten Schwellenwert verwendet wird, so schließt die Steuereinrichtung 30 das zweite Ventil 130. Das Schließen kann beispielsweise dadurch erfolgen, indem eine Spule des Elektromagnets durch die Steuereinrichtung 30 bestromt wird und somit die zweite Ventilklappe 155 aus einem leicht geöffneten Zustand durch das elektromagnetische Feld angezogen wird und in die Schließposition überführt wird. Dadurch wird der zweite Flammbereich 120 deaktiviert, sodass ausschließlich Flammen 240 auch bei einer Leistung von 11 kW am ersten Flammbereich 115 vorherrschen. Dadurch wird vermieden, dass die Flammhöhe bei Reduzierung der Leistung zu niedrig wird, sodass Messergebnisse des Sensors 230 nicht verfälscht werden.
  • Selbstverständlich ist auch denkbar, dass der Brenner 10 andersartig ausgestaltet ist. So ist beispielsweise denkbar, dass das erste und zweite Ventil 125, 130 als ein integriert ausgebildetes Ventil ausgebildet sind. Auch ist denkbar, dass das erste und/oder zweite Ventil 125, 130 V-förmig ausgebildet ist.
  • Auch ist denkbar, dass mehr als zwei Flammbereiche 115, 120 vorgesehen sind, die je nach Leistungsanforderung nacheinander mit Brennstoff-Gas-Gemisch versorgt werden. So ist insbesondere ein Verhältnis der Minimalbrennerleistung zur Maximalbrennerleistung von 1:100 möglich.
  • Des Weiteren hat die oben beschriebene Ausgestaltung des Brenners 10 den Vorteil, dass der Brenner mit einer Maximalleistung von 50 kW beispielsweise auch unterhalb einer Leistung von 10 kW, in dem herkömmliche Brenner ein Brennerrohrglühen haben, betrieben werden kann, ohne dass das Brennerrohrglühen auftritt.

Claims (8)

  1. Brenner (10) mit einem Brennerrohr (25) und einem Sensor (230)
    - wobei das Brennerrohr (25) einen Zuführbereich (80) und einen mit dem Zuführbereich (80) verbundenen Flammbereich (85) aufweist,
    - wobei über eine Eingangsseite (90) des Zuführbereichs (80) zumindest ein Gas in den Flammbereich (85) führbar ist,
    - wobei der Sensor (230) angrenzend an den Flammbereich (85) angeordnet und ausgebildet ist, eine Verbrennung des Gases im Flammbereich (85) zu erfassen,
    - wobei wenigstens ein Ventil (130) vorgesehen ist und der Zuführbereich (80) eine erste Zuleitung (105) und eine zweite Zuleitung (110) umfasst,
    - wobei der Flammbereich (85) einen ersten mit der ersten Zuleitung (105) fluidisch verbunden Flammbereich (115) und einen zweiten mit der zweiten Zuleitung (110) fluidisch verbunden Flammbereich (120) umfasst,
    - wobei das Ventil (130) zwischen einer Offenposition und einer Schließposition verstellbar und ausgebildet ist, einen Gasstrom des Gases über die zweite Zuleitung (110) zum zweiten Flammbereich (120) selektiv zu steuern,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Bypass (241) vorgesehen ist,
    - wobei der Bypass (241) zwischen der Eingangsseite (90) und dem Ventil (130) mit der zweiten Zuleitung (110) auf einer ersten Seite verbunden ist,
    - wobei der Bypass (241) zwischen dem Ventil (130) und dem Flammbereich (85) auf einer zweiten Seite mit der zweiten Zuleitung (110) verbunden ist,
    - wobei der Bypass (241) ausgebildet ist, das Ventil (130) zu überbrücken.
  2. Brenner (10) nach Anspruch 1,
    - wobei ein weiteres Ventil (125) vorgesehen ist,
    - wobei das weitere Ventil (125) zwischen einer Offenposition und einer Schließposition verstellbar und ausgebildet ist, einen Gasstrom des Gases über die erste Zuleitung (105) zum ersten Flammbereich (115) selektiv zu steuern.
  3. Brenner (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass angrenzend an die Eingangsseite (90) ein Gebläse (20) vorgesehen ist, wobei das Gebläse (20) ausgebildet ist, das Gas in die erste Zuleitung (105) und bei geöffnetem Ventil (130) in die zweite Zuleitung (110) zu fördern.
  4. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei angrenzend an die Eingangsseite (90) das Ventil (130) und/oder das weitere Ventil (125) in dem Zuführbereich (80) des Brennerrohrs (25) angeordnet sind.
  5. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei
    - ein Steuergerät (15) vorgesehen ist, das mit dem Sensor (230) und dem Ventil (130) verbunden ist,
    - wobei der Sensor (230) ein zur Verbrennung korrespondierendes Sensorsignal bereitstellt,
    - wobei das Steuergerät (15) einen Eingang (35), eine Steuereinrichtung (30), einen Speicher (45) und einen Ausgang (40) aufweist,
    - wobei die Steuereinrichtung (30) mit dem Eingang (35), dem Speicher (45) und mit dem Ausgang (40) verbunden ist,
    - wobei der Eingang (35) mit einer Vorrichtung (75) verbindbar und ausgebildet ist, eine Steuergröße der Vorrichtung zu erfassen und der Steuereinrichtung (30) bereitzustellen,
    - wobei in dem Speicher (45) ein vordefinierter Schwellenwert abgelegt ist,
    - wobei die Steuereinrichtung (30) ausgebildet ist, die Steuergröße zu erfassen und mit dem Schwellenwert in einem Vergleich zu vergleichen und in Abhängigkeit eines Ergebnisses des Vergleichs am Ausgang (40) ein Steuersignal zur Steuerung des Ventils (125, 130) zwischen einer Offenposition und einer Schließposition bereitzustellen,
    - wobei der Ausgang (40) mit dem Ventil (130) verbunden ist und in Abhängigkeit des Steuersignals das Ventil (130) öffnet oder schließt.
  6. Brenner (10) nach Anspruch 5,
    - wobei der Ausgang (40) mit einem Gebläse (20) verbunden ist,
    - wobei die Steuereinrichtung (30) ausgebildet ist, in Abhängigkeit der Steuergröße das Gebläse (20) zu steuern.
  7. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
    - das Ventil (130) eine Ventilklappe (155) und ein Gelenk (160) aufweist,
    - wobei die Ventilklappe (155) mittels des Gelenks (160) an der zweiten Zuleitung (110) befestigt ist,
    - wobei die Ventilklappe (155) zwischen der Offenposition und der Schließposition durch das Gelenk (160) bewegbar gelagert ist,
    - wobei zwischen der Eingangsseite (90) und der Schließposition der Ventilklappe (155) eine Vorrichtung (175) zur Erzeugung eines magnetischen Feldes vorgesehen ist,
    - wobei an der Ventilklappe (155) ein Halteelement (150, 170) angeordnet ist,
    - wobei zumindest in der Schließposition das Halteelement (150, 170) und die Vorrichtung mittels des magnetischen Felds in Wirkverbindung treten und die Ventilklappe (155) in der Schließposition halten.
  8. Brenner (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    - wobei das weitere Ventil (125) eine weitere Ventilklappe (135) und ein weiteres Gelenk (140) aufweist,
    - wobei die weitere Ventilklappe (135) mittels des weiteren Gelenks (140) an der ersten Zuleitung (105) befestigt ist,
    - wobei die weitere Ventilklappe (135) zwischen der Offenposition und der Schließposition durch das weitere Gelenk (140) bewegbar gelagert ist,
    - wobei eine Schwerkraft die weitere Ventilklappe (135) in die Schließposition führt und eine Rückströmung des Gases in Richtung der Eingangsseite (90) blockiert.
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