EP2930424B1 - Verfahren zum Betrieb eines Gasbrenners - Google Patents

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EP2930424B1
EP2930424B1 EP14164477.3A EP14164477A EP2930424B1 EP 2930424 B1 EP2930424 B1 EP 2930424B1 EP 14164477 A EP14164477 A EP 14164477A EP 2930424 B1 EP2930424 B1 EP 2930424B1
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EP
European Patent Office
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gas burner
gas
burner body
temperature
ignition
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP14164477.3A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2930424A1 (de
Inventor
Achim Lauser
Elmar Herweg
Christian Seidler
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.)
EGO Elektro Geratebau GmbH
Original Assignee
EGO Elektro Geratebau GmbH
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Publication date
Application filed by EGO Elektro Geratebau GmbH filed Critical EGO Elektro Geratebau GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/18—Radiant burners using catalysis for flameless combustion
    • F23D14/181—Radiant burners using catalysis for flameless combustion with carbon containing radiating surface
    • 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
    • F23D14/04—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner
    • F23D14/06—Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone induction type, e.g. Bunsen burner with radial outlets at the burner head
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F23C13/02—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material characterised by arrangements for starting the operation, e.g. for heating the catalytic material to operating temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C13/00—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material
    • F23C13/06—Apparatus in which combustion takes place in the presence of catalytic material in which non-catalytic combustion takes place in addition to catalytic combustion, e.g. downstream of a catalytic element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/02—Starting or ignition cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2237/00—Controlling
    • F23N2237/12—Controlling catalytic burners

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a gas burner, wherein the gas burner has a gas burner body with a so-called catalyst function.
  • a gas burner body on a gas burner which is traversed by the gas and which is catalytically active.
  • it can for example consist of a ceramic oxide, preferably alumina, magnesium oxide or silicon carbide.
  • It can be designed as a kind of ceramic foam, so that it is porous and the gas can flow through it.
  • the gas is combusted in two stages with the first combustion stage within the catalytically active gas burner body and with the second combustion stage after the gas exits this gas burner body and normal combustion in an open combustion zone.
  • the invention has for its object to provide an aforementioned method, with the other functions can be achieved on a gas burner with catalytically active gas burner body and a simplified and comfortable operation is possible.
  • This object is achieved by a method having the features of claim 1.
  • Advantageous and preferred embodiments of the invention are the subject of the other claims and are explained in more detail below. The wording of the claims is incorporated herein by express reference.
  • the gas burner has a gas burner body with a catalytic function, that is, consists of or comprises a catalytically active material. This is the result
  • Catalyst function advantageously integrated into the gas burner or in the gas burner body.
  • the gas burner is operated as intended and thereby burns gas, for example, to heat an attached cooking vessel when used in a gas hob.
  • the gas burner body is heated or heated, typically to temperatures of more than 300 ° C. or even more than 400 ° C.
  • the gas supply or gas mixture supply is stopped and turned off the gas burner. This can be done either by an operator targeted. Alternatively, a cyclic operation of the gas burner for generating low powers on the gas burner, which are lower in time than a minimum power at which the gas burner can still be stably burned or operated, are performed.
  • the average continuous power is determined, which is then just lower than the aforementioned minimum power for a stable continuous operation of the gas burner.
  • the gas burner In such a cyclic operation, the gas burner must therefore be turned off relatively frequently and then switched on again or ignited, which interferes with a recurrent ignition with commonly used high-voltage ignition modules due to the noise generated by the ignition.
  • the gas burner is ignited again in a subsequent or third step, and this takes place within a time or ignition range which is such that the existing temperature of the gas burner body together with its catalytic function is sufficient to produce the gas or gas mixture of gas and gas Air is automatically re-ignite and burn, no external ignition source, for example, by an aforementioned high-voltage ignition module is needed.
  • no external ignition source for example, by an aforementioned high-voltage ignition module is needed.
  • this ignition period mentioned ignites the gas burner with renewed gas supply by its residual heat automatically and by itself. In this case, at most the usual ignition noises when reigniting the gas mixture, which are unavoidable.
  • thermoelectric flame monitoring is advantageously provided, which is required as a safety device in any case and is always operated.
  • this method is particularly suitable for a desired cyclic operation of the gas burner to produce gas burner outputs that are below its stable, sustained minimum power.
  • This can then be clocked about once or twice per minute, which is a significant advantage by avoiding the ignition noise.
  • they are between 10% and 100% to 300% longer.
  • the on-times and off-times should be selected at a given duty cycle based on the desired steady-state average power so that the catalytically active gas burner body has been reheated to an on-time sufficient to reach the end of the off-time, which should then correspond to the abovementioned ignition span, nor is it so hot that it ignites spontaneously and automatically when it flows through again with gas mixture.
  • an electronically controllable gas valve for supplying the gas burner with gas.
  • This is controlled by an electronic control according to a power requirement of a controller due to an automatic program or an operator default.
  • This control monitors the operation of the gas burner in terms of duration and power level. From this, the controller can determine the approximate temperature of the gas burner body based on values that are stored or stored in a table, depending on the power level and duration of the power stage.
  • a time for the latest renewed automatic ignition of the gas burner is determined solely by the amount and type of gas supplied to it. This may be used by the controller, for example, to determine an aforementioned duty cycle between on-times and off-times.
  • a conventional ignition and / or monitoring electrode is provided as the aforementioned high-voltage ignition module on the gas burner. This not only ignites the gas burner for the first time or from a cold state, but also serves to monitor the operation of the gas burner.
  • the flame monitoring can be done in a well-known manner. So knows an aforementioned control so that after expiration of a too long off-time the gas burner body is in any case too cold to ignite again when flowing through gas or gas mixture again, it can directly ignite the gas directly by means of said ignition electrode , If the controller knows with great certainty that due to the previous operation the gas burner body is still hot enough to ignite the gas automatically, it does not have to activate the high voltage ignition module.
  • the controller Only if the controller assumes that the gas burner body automatically ignite, but this does not take place, so this determines the usual safety function of the ignition and / or monitoring electrode, ie the case that gas is passed through a gas valve to the gas burner, but not burned at this. Then the controller can very quickly, advantageously within a few seconds, cause the targeted ignition of the gas mixture.
  • the gas supply can be turned off if the controller decides that an error must be present or if even after targeted ignition of the gas mixture no gas flame is detected.
  • a closed cover In an embodiment of the invention, it is possible that rests on the gas burner body, a closed cover. This covers at least the largest part of the gas burner, advantageously at least 90%. Particularly advantageously, this cover even laterally projects beyond the gas burner body, for example in order to produce a so-called radial gas burner.
  • a thermal insulation can advantageously be provided under the catalytically active gas burner body, on which it can rest directly, advantageously in the form of a disk.
  • gas can flow into the gas burner body.
  • a material for thermal insulation to offer phyllosilicates, such as vermiculite.
  • a said cover on the top of the gas burner body may serve to prevent too rapid cooling.
  • the gas burner can also be designed as a so-called two-circuit gas burner with two separate regions, wherein advantageously an outer region rotates like an annular ring around an inner region.
  • One of the areas may have a gas burner body with a catalytic function, and the other area may not or only a normal gas burner body, with an inner or central gas burner body particularly advantageously having the catalytic function.
  • It may be provided a known in the art ignition bridge between the two gas burner bodies or gas burners, so that the self-igniting gas burner body with catalyst function ignites the gas flame at the other gas burner body.
  • a two-circuit gas burner having two separate areas, both areas with a gas burner body Catalyst function have. Then, an ignition bridge from any gas burner body lead to the other gas burner body, preferably from the inner to the outer.
  • a gas burner 11 is shown as an axial burner. It has a gas burner body 13 with or made of catalytically active material, which rests on a thick disc-like insulation 15 or is attached.
  • the thermal insulation 15 may consist of the abovementioned sheet silicates, in particular vermiculites. It lies in a plate or dish-like carrier 17 of the gas burner 11, which advantageously consists of metal.
  • a supply line 19 for gas mixture of gas leads a line G and ambient air through an intake opening 26 as a gas mixture feed GZ.
  • Inflowing gas mixture can be distributed over a large part of the underside of the gas burner body 13 and due distribute its porous or gas-permeable properties and escape, including the aforementioned DE 102008036566 A1 is referenced.
  • the gas burner body 13 can generally be designed as a kind of ceramic foam, alternatively also be designed as a metal foam, fabric or braid.
  • the gas mixture supply GZ is adjusted in quantity via a gas valve 21, which is controlled by a controller 23. Behind the gas valve 21 for the metering or adjustment of the gas still takes place the suction of primary air through the suction port 26 from the environment. This control can follow the operator's instructions or according to an internally specified program flow.
  • the controller 23 is also connected by way of example with a conventional ignition electrode 25 which is formed in a known manner and provided on the gas burner 11. A monitoring device can also be advantageously provided; alternatively, this can also take over the ignition electrode 25.
  • Fig. 1 burns incoming gas at the gas burner 11 in two stages after it has been ignited, for example by the electrode 25. Due to its catalytic properties, primary combustion takes place in the gas burner body 13 itself, resulting in an upward thermal radiation W. Furthermore, the upwardly flowing from the gas burner body 13 oxidation products burn together with the secondary air or ambient air as secondary flame S. About the gas burner 11 can now be placed in a known manner a pot, for example, a few centimeters distance above the gas burner body 13, in particular when using the gas burner 11 in a hob.
  • a gas burner 111 is shown as a radial burner.
  • a catalytically active gas burner body 113 is provided in disc form, which is gas-permeable. He lies on a thermal insulation 115, which is in principle similar or the same as in Fig. 1 , which also applies to a carrying carrier 117.
  • a feed line 119 projects to the carrier 117 for a gas mixture feed GZ.
  • a gas valve and a controller are not shown here, although of course advantageously provided.
  • an ignition electrode 125 is also provided with connection to a controller.
  • An annular body 128 extends around the gas burner body 113 with outlet holes 129 distributed in the circumferential direction. This is known from the prior art.
  • a cover 131 which causes, inter alia, that no gas and thus no open Gas flame emerges directly upwards.
  • the cover 131 may be made of stainless steel, for example.
  • a cooking vessel to be heated can either be placed directly on the cover 131 or rest against it. Alternatively, the heat radiation W emanating from it can contribute in addition to the heating of the cooking vessel.
  • a temperature T of the gas burner body 13 or 113 is shown, advantageously the temperature in its interior or its maximum temperature. Finally, this is crucial for the ignition of gas flowing through.
  • T is the minimum ignition temperature for the gas used at this gas burner body 13 and 113. Below this temperature T min of the gas burner body it does not ignite automatically when re-flowing with gas or very likely not automatically. Above the temperature T min can be assumed that an automatic ignition or it is very likely.
  • the temperature T continues to rise up to a temperature T B , which applies quasi for continuous operation or even then no longer increases, ie represents a maximum temperature during operation.
  • T B represents a temperature during operation.
  • it is reached after a few minutes.
  • the gas supply is turned off by means of the gas valve, for example, because a clock operation is necessary due to a user-specified power level. Then the temperature T naturally decreases.
  • the gas burner to resume operation as clocks. Due to the elapsed time and the stored values for the gas supply, the controller knows that the temperature T is still above the minimum temperature T min and thus the gas burner would have to ignite or ignite again automatically.
  • the temperature of the gas burner can also be measured and the measured temperature can be used as a decision criterion for switching on the ignition electrode be used. So it sets a desired gas supply and the gas burner actually ignites again. As a result, the temperature T rises again.
  • the gas supply is stopped again and the gas burner stops burning, so the temperature T from the temperature T B drops again.
  • the temperature T falls below the minimum temperature T min , and now, if the gas mixture supply is reactivated, an automatic ignition of the gas burner should no longer occur. This realizes the control, and if now due to user-side specifications or a desired cycle operation of the gas burner should ignite again, so the controller must cause this via the ignition electrode.

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Description

    ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Gasbrenners, wobei der Gasbrenner einen Gasbrennerkörper mit einer sogenannten Katalysatorfunktion aufweist.
  • Aus der DE 102008036566 A1 ist es bekannt, an einem Gasbrenner einen Gasbrennerkörper vorzusehen, der vom Gas durchströmt wird und der katalytisch aktiv ist. Dazu kann er beispielsweise aus einem keramischen Oxid bestehen, vorteilhaft Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder Siliziumcarbid. Er kann als eine Art keramischer Schaum ausgebildet sein, so dass er porös ist und das Gas ihn durchströmen kann. Dadurch ist es möglich, dass ein Verbrennen des Gases in zwei Stufen erfolgt mit der ersten Verbrennungsstufe innerhalb des katalytisch aktiven Gasbrennerkörpers und mit der zweiten Verbrennungsstufe nach Austritt des Gases aus diesem Gasbrennerkörper und normalem Verbrennen in einer offenen Verbrennungszone.
  • Aus der US 3441359 A ist es bekannt, an einem Gasbrenner mit Gasbrennerkörper ein erneutes Zünden des Gasbrenners durch Restwärme bzw. die vorhandene Temperatur des Gasbrennerkörpers vorzunehmen. Der Gasbrennerkörper weist eine Katalysatorfunktion auf, kann also ein Zünden des erneuten Gasflusses bereits bei geringeren Temperaturen bewirken. Dieses Dokument offenbart den Oberbegriff des Anspruchs 1. Aus der DE 19601957 A1 ist ein ähnliches Verfahren zum Betriebs eines Gasbrenners samt einem entsprechenden Gasbrenner bekannt. Auch hieraus ist es bekannt, dass Restwärme eines Gasbrennerkörpers zum erneuten Zünden eines zugeführten Gases führen kann. Der Gasbrennerkörper weist auch hier eine Katalysatorfunktion auf.
  • Aus der EP 757207 A1 ist ein weiterer Gasbrenner samt einem entsprechenden Betriebsverfahren bekannt, der eine Katalysatorfunktion am Gasbrennerkörper aufweist. Auch hier ist ein Zünden eines zugeführten Gases mittels der Temperatur des Gasbrennerkörpers möglich.
    • AUFGABE UND LÖSUNG
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu schaffen, mit dem weitere Funktionen an einem Gasbrenner mit katalytisch aktivem Gasbrennerkörper erreicht werden können sowie ein vereinfachter und komfortablerer Betrieb möglich ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
  • Es ist vorgesehen, dass der Gasbrenner einen Gasbrennerkörper mit Katalysatorfunktion aufweist, also aus einem katalytisch aktiven Material besteht oder dieses aufweist. Dadurch ist die
  • Katalysatorfunktion vorteilhaft in den Gasbrenner bzw. in den Gasbrennerkörper integriert. In einem vorausgehenden Schritt wird der Gasbrenner bestimmungsgemäß betrieben und verbrennt dabei Gas, beispielsweise um beim Einsatz in einem Gaskochfeld ein aufgesetztes Kochgefäß zu erhitzen. Dabei erwärmt bzw. erhitzt sich der Gasbrennerkörper, typischerweise auf Temperaturen von über 300°C oder sogar über 400°C. In einem nachfolgenden Schritt wird die Gaszufuhr bzw. Gasgemischzufuhr gestoppt und so der Gasbrenner abgeschaltet. Dies kann entweder von einer Bedienperson gezielt vorgenommen werden. Alternativ kann ein Taktbetrieb des Gasbrenners zur Erzeugung von niedrigen Leistungen am Gasbrenner, die im zeitlichen Mittel niedriger sind als eine Minimalleistung, bei der der Gasbrenner noch stabil verbrennt bzw. betrieben werden kann, durchgeführt werden. Durch das Verhältnis der Takte bzw. der Ein-Zeiten und der Aus-Zeiten zueinander wird die mittlere Dauerleistung bestimmt, welche dann eben niedriger ist als die vorgenannte Minimalleistung für einen stabilen Dauerbetrieb des Gasbrenners. Bei einem solchen Taktbetrieb muss der Gasbrenner also relativ häufig ausgeschaltet und dann wieder eingeschaltet bzw. gezündet werden, was bei einem wiederkehrenden Zünden mit üblicherweise verwendeten Hochspannungs-Zündmodulen aufgrund der durch die Zündung entstehenden Geräusche stört.
  • Wird erfindungsgemäß in einem nachfolgenden oder dritten Schritt der Gasbrenner erneut gezündet, und erfolgt dies innerhalb einer Zeit bzw. einer Zündspanne, die derart bemessen ist, dass die vorhandene Temperatur des Gasbrennerkörpers zusammen mit seiner Katalysatorfunktion ausreicht, um das Gas bzw. Gasgemisch aus Gas und Luft selbsttätig wieder zu zünden und zu verbrennen, wird keine externe Zündquelle, beispielsweise durch ein vorgenanntes Hochspannungs-Zündmodul, benötigt. Innerhalb dieser genannten Zündspanne zündet der Gasbrenner bei erneuter Gaszufuhr durch seine Resthitze selbsttätig und von alleine. Dabei entstehen höchstens die üblichen Zündgeräusche beim erneuten Entzünden des Gasgemischs, welche aber nicht vermeidbar sind.
  • Somit kann in einem Taktbetrieb bzw. bei einem sehr bald nach Erlöschen erfolgenden erneuten Zünden des Gasbrenners nicht nur auf den Betrieb und die Ansteuerung eines Hochspannungs-Zündmoduls bzw. einer üblichen Zündeinrichtung, vorteilhaft einer Zündelektrode, bzw. deren Zündfunktion verzichtet werden, sondern es kann vor allem die damit verbundene Geräuschbildung vermieden werden. Dies wird von einer Bedienperson als weniger störend empfunden. Des Weiteren ist vorteilhaft eine thermoelektrische Flammüberwachung vorgesehen, die als Sicherheitseinrichtung in jedem Fall benötigt wird und auch stets betrieben wird.
  • Wie zuvor erwähnt worden ist, eignet sich dieses Verfahren vor allem für einen gewünschten Taktbetrieb des Gasbrenners zum Erzeugen von Leistungen am Gasbrenner, die unter seiner stabilen dauerhaften Minimalleistung liegen. Hier kann dann etwa ein- bis zweimal pro Minute getaktet werden, was durch Vermeidung der Zündgeräusche einen erheblichen Vorteil darstellt. Bei einem solchen Taktbetrieb ist es besonders vorteilhaft, wenn die Aus-Zeiten des Gasbrenners länger sind als die Ein-Zeiten. Vorteilhaft sind sie zwischen 10% und 100% bis 300% länger. Selbstverständlich sollten die Ein-Zeiten und die Aus-Zeiten bei einem vorgegebenen Taktverhältnis aufgrund gewünschter dauerhafter mittlerer Leistung so gewählt werden, dass der katalytisch aktive Gasbrennerkörper nach einer Ein-Zeit erneut so weit aufgeheizt worden ist, dass er nach Ablauf der Aus-Zeit, welche dann der vorgenannten Zündspanne entsprechen sollte, noch so heiß ist, dass er bei erneutem Durchströmen mit Gasgemisch von alleine und selbsttätig zündet.
  • Erfindungsgemäß ist für die Versorgung des Gasbrenners mit Gas ein elektronisch ansteuerbares Gasventil vorgesehen. Dieses wird von einer elektronischen Steuerung angesteuert entsprechend einer Leistungsvorgabe von einer Steuerung aufgrund eines Automatik-Programms oder einer Bedienervorgabe. Diese Steuerung überwacht den Betrieb des Gasbrenners hinsichtlich Dauer und Leistungsstufe. Daraus kann die Steuerung anhand von Werten, die abgespeichert bzw. in einer Tabelle abgelegt sind, abhängig von Leistungsstufe und Dauer der Leistungsstufe die ungefähre Temperatur des Gasbrennerkörpers bestimmen. Damit wird ein Zeitpunkt für das späteste erneute selbsttätige Zünden des Gasbrenners allein durch die ihm zugeführte Gasmenge und -art ermittelt. Dies kann die Steuerung beispielsweise zur Bestimmung eines vorgenannten Taktverhältnisses zwischen Ein-Zeiten und Aus-Zeiten verwenden.
  • Des Weiteren ist es allgemein möglich, dass an dem Gasbrenner eine übliche Zünd- und/oder Überwachungselektrode als vorgenanntes Hochspannungs-Zündmodul vorgesehen ist. Dieses zündet den Gasbrenner nicht nur erstmalig bzw. aus einem kalten Zustand heraus, sondern dient eben auch dazu, den Betrieb des Gasbrenners zu überwachen. Die Flammüberwachung kann auf allgemein bekannte Art und Weise erfolgen. Weiß eine vorgenannte Steuerung also, dass nach Ablauf einer zu langen Aus-Zeit der Gasbrennerkörper auf alle Fälle zu kalt ist, um bei erneutem Durchströmen von Gas bzw. Gasgemisch wieder selbsttätig zu zünden, so kann sie gleich mittels der genannten Zündelektrode das Gas gezielt zünden. Weiß die Steuerung mit großer Sicherheit, dass aufgrund des vorherigen Betriebs der Gasbrennerkörper noch heiß genug zum selbsttätigen Zünden des Gases ist, so muss sie das Hochspannungs-Zündmodul nicht aktivieren. Nur wenn die Steuerung davon ausgeht, dass der Gasbrennerkörper selbsttätig zünden müsste, dies aber doch nicht erfolgt, so stellt dies die übliche Sicherheitsfunktion der Zünd- und/oder Überwachungselektrode fest, also den Fall, dass Gas durch ein Gasventil zum Gasbrenner geleitet wird, aber nicht an diesem verbrennt. Dann kann die Steuerung sehr schnell, vorteilhaft innerhalb maximal weniger Sekunden, das gezielte Zünden des Gasgemischs veranlassen. Alternativ kann die Gaszufuhr abgestellt werden, wenn die Steuerung entscheidet, dass ein Fehler vorliegen muss oder wenn auch nach gezieltem Zünden des Gasgemischs keine Gasflamme festgestellt wird.
  • In Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, dass auf dem Gasbrennerkörper eine geschlossene Abdeckung aufliegt. Diese überdeckt mindestens den größten Teil des Gasbrenners, vorteilhaft mindestens 90%. Besonders vorteilhaft überragt diese Abdeckung den Gasbrennerkörper seitlich sogar, beispielsweise um so einen sogenannten radialen Gasbrenner zu erzeugen.
  • Des Weiteren kann vorteilhaft unter dem katalytisch aktiven Gasbrennerkörper eine thermische Dämmung vorgesehen sein, auf der er direkt aufliegen kann, vorteilhaft in Scheibenform. Durch diese Dämmung kann, insbesondere durch geeignete Kanäle oder Öffnungen, Gas in den Gasbrennerkörper einströmen. Als Material für eine thermische Dämmung bieten sich Schichtsilikate an, beispielsweise Vermiculite. So kann ein zu schnelles Auskühlen des Gasbrennerkörpers nach unten vermieden werden. In ähnlicher Form kann eine genannte Abdeckung auf der Oberseite des Gasbrennerkörpers dazu dienen, ein zu schnelles Abkühlen zu verhindern.
  • In üblicher Weise kann vorgesehen sein, insbesondere bei Ausbildung als Radialbrenner, dass seitlich an den Gasbrennerkörper anschließend ein Ring vorgesehen ist, der Gasbrenneröffnungen aufweist. So können die entstehenden Gasflammen besser und gezielter erzeugt werden.
  • In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Gasbrenner auch als sogenannter Zweikreis-Gasbrenner ausgebildet sein mit zwei voneinander getrennten Bereichen, wobei vorteilhaft ein äußerer Bereich ringartig um einen inneren Bereich umläuft. Einer der Bereiche kann dabei einen Gasbrennerkörper mit Katalysatorfunktion aufweisen und der andere Bereich nicht bzw. nur einen normalen Gasbrennerkörper, wobei besonders vorteilhaft ein innerer bzw. zentraler Gasbrennerkörper die Katalysatorfunktion aufweist. Es kann eine dem Fachmann bekannte Zündbrücke zwischen den beiden Gasbrennerkörpern bzw. Gasbrennern vorgesehen sein, so dass der selbsttätig zündende Gasbrennerkörper mit Katalysatorfunktion die Gasflamme auch am anderen Gasbrennerkörper zündet. Alternativ kann ein Zweikreis-Gasbrenner zwei voneinander getrennte Bereiche aufweisen, wobei beide Bereiche einen Gasbrennerkörper mit Katalysatorfunktion aufweisen. Dann kann eine Zündbrücke von einem beliebigen Gasbrennerkörper zu dem anderen Gasbrennerkörper führen, vorteilhaft vom inneren zum äußeren.
  • Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombination bei einer Ausführungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird. Die Unterteilung der Anmeldung in einzelne Abschnitte sowie Zwischen-Überschriften beschränken die unter diesen gemachten Aussagen nicht in ihrer Allgemeingültigkeit.
    • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Fig. 1
    einen seitlichen Schnitt durch einen Gasbrenner als axialer Brenner,
    Fig. 2
    einen radialen Gasbrenner in einer seitlichen Schnittdarstellung entsprechend Fig. 1 und
    Fig. 3
    ein Diagramm der Temperatur des Gasbrennerkörpers über der Zeit.
    DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • In der Fig. 1 ist ein Gasbrenner 11 als axialer Brenner dargestellt. Er weist einen Gasbrennerkörper 13 mit oder aus katalytisch aktivem Material auf, der auf einer dicken scheibenartigen Wärmedämmung 15 aufliegt bzw. befestigt ist. Die Wärmedämmung 15 kann aus vorgenannten Schichtsilikaten bestehen, insbesondere Vermiculite. Sie liegt in einem teller- oder schüsselartigen Träger 17 des Gasbrenners 11, der vorteilhaft aus Metall besteht. Von unten führt eine Zuleitung 19 für Gasgemisch aus Gas einer Leitung G und Umgebungsluft durch eine Ansaugöffnung 26 als Gasgemischzufuhr GZ hinein. Einströmendes Gasgemisch kann sich über einen Großteil der Unterseite des Gasbrennerkörpers 13 verteilen und aufgrund dessen poröser bzw. gasdurchlässiger Eigenschaften verteilen und austreten, wozu auf die vorgenannte DE 102008036566 A1 verwiesen wird. Vor allem kann der Gasbrennerkörper 13 allgemein als eine Art keramischer Schaum ausgebildet sein, alternativ auch als Metallschaum, - gewebe oder -geflecht ausgebildet sein.
  • Die Gasgemischzufuhr GZ wird mengenmäßig über ein Gasventil 21 eingestellt, welches von einer Steuerung 23 gesteuert wird. Hinter dem Gasventil 21 für die Dosierung bzw. Einstellung des Gases erfolgt noch das Ansaugen von Primärluft über die Ansaugöffnung 26 aus der Umgebung. Diese Steuerung kann nach bedienerseitigen Vorgaben oder aber nach einem intern vorgegebenen Programmablauf abfolgen. Die Steuerung 23 ist auch noch beispielhaft mit einer üblichen Zündelektrode 25 verbunden, die auf bekannte Art und Weise ausgebildet und am Gasbrenner 11 vorgesehen ist. Eine Überwachungseinrichtung kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, alternativ kann dies auch die Zündelektrode 25 übernehmen.
  • Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, verbrennt zuströmendes Gas am Gasbrenner 11 in zwei Stufen nachdem es beispielsweise von der Elektrode 25 gezündet worden ist. Eine primäre Verbrennung findet aufgrund seiner katalytischen Eigenschaften im Gasbrennerkörper 13 selbst statt, wodurch sich eine nach oben gerichtete Wärmestrahlung W ergibt. Des Weiteren verbrennen die aus dem Gasbrennerkörper 13 nach oben ausströmenden Oxidationsprodukte zusammen mit der Sekundärluft bzw. Umgebungsluft als Sekundärflamme S. Über dem Gasbrenner 11 kann nun auf bekannte Art und Weise ein Topf aufgestellt werden, beispielsweise mit wenigen Zentimetern Abstand über dem Gasbrennerkörper 13, insbesondere bei einer Verwendung des Gasbrenners 11 in einem Kochfeld.
  • In der Abwandlung der Fig. 2 ist ein Gasbrenner 111 als radialer Brenner dargestellt. Auch hier ist ein katalytisch aktiver Gasbrennerkörper 113 in Scheibenform vorgesehen, der gasdurchlässig ist. Er liegt auf einer Wärmedämmung 115 auf, welche im Prinzip ähnlich oder gleich ausgebildet ist wie in Fig. 1, was auch für einen sie tragenden Träger 117 gilt. Von unten ragt eine Zuleitung 119 an den Träger 117 für eine Gasgemischzufuhr GZ. Ein Gasventil und eine Steuerung sind hier nicht dargestellt, obgleich natürlich vorteilhaft vorgesehen. Links neben dem Gasbrennerkörper 129 ist ebenfalls eine Zündelektrode 125 vorgesehen mit Anschluss an eine Steuerung.
  • Rings um den Gasbrennerkörper 113 verläuft ein Ringkörper 128 mit in Umfangsrichtung verteilt angeordneten Austrittslöchern 129. Dies ist aus dem Stand der Technik bekannt. Oben liegt eine Abdeckung 131 auf, die unter anderem bewirkt, dass kein Gas und somit keine offene Gasflamme direkt nach oben austritt. Die Abdeckung 131 kann beispielsweise aus Edelstahl bestehen. Ein zu erwärmendes Kochgefäß kann entweder auf der Abdeckung 131 direkt abgestellt sein oder an dieser anliegen. Alternativ kann die von ihr ausgehende Wärmestrahlung W nach oben zusätzlich zur Erwärmung des Kochgefäßes beitragen.
  • Bei aktivierter Gasgemischzufuhr GZ tritt Gas von unten in den Gasbrennerkörper 113 ein und verbrennt dort wieder in einer ersten Stufe. In einer zweiten Stufe treten die Oxidationsprodukte seitlich bzw. in radialer Richtung aus dem Gasbrennerkörper 113 aus und durch die Austrittslöcher 129 im Ringkörper 128 nach außen. Hier vermischen sich die Oxidationsprodukte mit der Umgebungsluft und verbrennen nach Zünden mittels der Zündelektrode 125 als Sekundärflammen S. Diese weisen in einem Bogen nach oben auf bekannte Art und Weise zum Erwärmen eines darüber befindlichen Kochgefäßes.
  • In der Fig. 3 ist der Verlauf einer Temperatur T des Gasbrennerkörpers 13 bzw. 113 dargestellt, vorteilhaft die Temperatur in seinem Inneren bzw. seine maximale Temperatur. Schließlich ist diese entscheidend für das Zünden von durchströmendem Gas. Nach Einstellen der Gaszufuhr und Zünden steigt die Temperatur T über der Zeit t an und überschreitet nach einer bestimmten Zeit eine Minimaltemperatur Tmin. Diese Temperatur ist die minimale Zündtemperatur für das verwendete Gas an diesem Gasbrennerkörper 13 bzw. 113. Unterhalb dieser Temperatur Tmin des Gasbrennerkörpers zündet dieser bei erneutem Durchströmen mit Gas nicht selbsttätig bzw. mit sehr großer Wahrscheinlichkeit nicht selbsttätig. Oberhalb der Temperatur Tmin kann von einem selbsttätigen Zünden ausgegangen werden bzw. es erfolgt mit sehr großer Wahrscheinlichkeit.
  • Beim weiteren Betrieb des Gasbrenners steigt die Temperatur T weiter an bis zu einer Temperatur TB, die quasi für den Dauerbetrieb gilt bzw. auch dann nicht mehr weiter ansteigt, also im Betrieb eine Maximaltemperatur darstellt. Vorteilhaft wird sie nach wenigen Minuten erreicht.
  • Zum Zeitpunkt I wird die Gaszufuhr mittels des Gasventils abgestellt, beispielsweise weil aufgrund einer bedienerseitig vorgegebenen Leistungsstufe ein Taktbetrieb nötig ist. Dann sinkt die Temperatur T naturgemäß ab. Zum Zeitpunkt II soll der Gasbrenner den Betrieb als Takten wieder aufnehmen. Die Steuerung weiß aufgrund der verstrichenen Zeit und den abgespeicherten Werten für die Gaszufuhr, dass die Temperatur T noch über der Minimaltemperatur Tmin liegt und somit der Gasbrenner wieder selbsttätig zündet bzw. zünden müsste. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann die Temperatur des Gasbrenners auch gemessen werden und die gemessene Temperatur kann als Entscheidungskriterium zum Einschalten der Zündelektrode verwendet werden. Sie stellt also eine gewünschte Gaszufuhr ein und der Gasbrenner zündet tatsächlich wieder. Dadurch steigt die Temperatur T erneut an.
  • Zum Zeitpunkt III wird wieder die Gaszufuhr gestoppt und der Gasbrenner hört auf zu brennen, weswegen die Temperatur T von der Temperatur TB aus wieder abfällt. Zum Zeitpunkt IV unterschreitet die Temperatur T dabei die Minimaltemperatur Tmin, und nun dürfte, wenn die Gasgemischzufuhr wieder aktiviert wird, ein selbsttätiges Zünden des Gasbrenners nicht mehr erfolgen. Dies realisiert die Steuerung, und wenn nun aufgrund bedienerseitiger Vorgaben oder eines gewünschten Taktbetriebs der Gasbrenner wieder zünden soll, so muss die Steuerung dies über die Zündelektrode veranlassen.
  • Zumindest bei einem Taktbetrieb entsprechend der Zeitpunkte I und II kann aber auf das Zünden mit der Zündelektrode verzichtet werden, wodurch sich die eingangs genannten Vorteile und ein insgesamt komfortablerer Betrieb erreichen lassen.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Betrieb eines Gasbrenners (11, 111), wobei der Gasbrenner einen Gasbrennerkörper (13, 113) mit Katalysatorfunktion aufweist, wobei in einem vorausgehenden Schritt der Gasbrenner betrieben wird und Gas verbrennt und sich dabei der Gasbrennerkörper erwärmt, wobei in einem nachfolgenden Schritt (I) die Gaszufuhr gestoppt wird als Abschalten des Gasbrenners, wobei als dritter Schritt (II) zum erneuten Zünden des Gasbrenners nach dem Abschalten des Gasbrenners innerhalb einer Zündspanne erneut eine Gaszufuhr zu dem Gasbrenner eingestellt wird und das zugeführte Gas durch den Gasbrennerkörper strömt, wobei die Zündspanne derart bemessen ist, dass die vorhandene Temperatur des Gasbrennerkörpers zusammen mit seiner Katalysatorfunktion ausreicht, das Gas selbsttätig wieder zu zünden und zu verbrennen, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasbrenner (11, 111) von einem elektronisch ansteuerbaren Gasventil (21) mit Gas versorgt wird, welches von einer elektronischen Steuerung (23) entsprechend einer Leistungsvorgabe angesteuert wird, wobei die Steuerung den Betrieb des Gasbrenners hinsichtlich Dauer und Leistungsstufe überwacht, wobei die Steuerung daraus anhand von in einer Tabelle abgelegten Werten die ungefähre Temperatur des Gasbrennerkörpers (13, 113) zur Ermittlung eines Zeitpunkts für das erneute selbsttätige Zünden des Gasbrenners allein durch zu ihm zugeführtes Gas, bestimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die drei Schritte als Taktbetrieb durchgeführt werden, insbesondere um niedrige Leistungen am Gasbrenner (11, 111) zu erzeugen, die im zeitlichen Mittel niedriger sind als eine Minimalleistung, die der Gasbrenner bei stabilem Betrieb erzeugt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Taktbetrieb des Gasbrenners (11, 111) die Aus-Zeiten länger sind als die Ein-Zeiten, vorzugsweise 10% bis 300% länger.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (23) für den Gasbrenner (11, 111) die Temperatur des Gasbrennerkörpers (13, 113) erfasst und zur Ermittlung eines Zeitpunkts für das erneute selbsttätige Zünden des Gasbrenners bestimmt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Gasbrenner (11, 111) eine übliche Zündeinrichtung (25) vorgesehen ist und die Steuerung (23) für den Fall, dass
    - der Gasbrenner erstmalig betrieben wird, oder
    - eine Aus-Zeit zu lange war und der Gasbrenner aufgrund zu niedriger Temperatur des Gasbrennerkörpers (13, 113) nicht mehr zündet, oder
    - die Temperatur des Gasbrennerkörpers (13, 113) nicht mehr zum Zünden des Gases ausreicht, obwohl sie nach Berechnung der Steuerung (23) noch ausreichen müsste,
    ein Nicht-Zünden des Gasbrenners bei erfolgter Gaszufuhr erkannt wird und entweder die Gaszufuhr abgestellt wird oder das Gas gezielt über die Zündeinrichtung (25) gezündet wird.
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