EP3581850A1 - Verfahren zum betrieb eines brenners - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for operating a burner according to the preamble of patent claim 1.
- a method for operating a burner of the type mentioned at the outset is from the patent document DE 10 2015 116 458 A1 known.
- air required for combustion is conveyed with a blower, the combustion is started with an ignition electrode (not specifically in the said document because it is known per se, described) and the combustion is monitored with an ionization electrode, the blower, the ignition electrode and the Ionization electrode are signal-connected to a control device.
- ignition electrode not specifically in the said document because it is known per se, described
- the combustion is monitored with an ionization electrode, the blower, the ignition electrode and the Ionization electrode are signal-connected to a control device.
- signal technology means that the components in question exchange data or information in the form of electrical currents.
- the invention has for its object to improve a method for operating a burner of the type mentioned.
- a method is to be created with which faulty ignitions of the burner can be detected.
- the method for operating a burner is characterized in that, in particular, the fan speed and / or electrode signals are optionally monitored during the starting process of the burner and, in the event of certain deviations of the signal curves from the standard, the control device detects faulty ignition.
- a delayed ignition of the burner or a deflagration can be detected with the method according to the invention. Based on this information, the burner can then be locked, for example, to protect against property damage and personal injury.
- the evaluation of signals during the brief moment of ignition or flame formation is provided according to the invention. This is a very specific behavior, which occurs due to a delayed ignition and is associated with a high ignition pressure amplitude.
- a burner with a blower 1, an ignition electrode 2, an ionization electrode 3 and a control device 4 is provided for carrying out the method according to the invention.
- the burner is preferably designed as a gas burner, in particular as a premixing gas burner.
- the fan 1 With the fan 1, the air required for combustion is conveyed.
- a fuel in particular fuel gas such as natural gas, is also conveyed with the fan in addition to the air.
- a fuel in particular fuel gas such as natural gas
- the blower 1, the ignition electrode 2 and the ionization electrode 3 are connected to a control device 4 for signaling purposes (typically by means of an electrical line).
- an actual signal curve is used to detect a faulty ignition optionally the blower 1, the ignition electrode 2 and / or the ionization electrode 3 is compared with a stored, expected signal curve.
- Figure 2 shows such an expected signal curve
- Figure 3 on the other hand, one with a faulty ignition at time t 0 .
- the signal of the blower 1 and the ignition electrode 2, the signal of the blower 1 and the ionization electrode 3 or the signal of the ignition electrode 2 and the ionization electrode 3 is monitored to detect a faulty ignition, i.e. , H. at least two signals are particularly preferably monitored, although it is of course also possible in principle to monitor all three signals.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners der eingangs genannten Art ist aus dem Patentdokument
DE 10 2015 116 458 A1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird zur Verbrennung benötigte Luft mit einem Gebläse gefördert, die Verbrennung mit einer Zündelektrode gestartet (im besagten Dokument nicht extra, weil an sich bekannt, beschrieben) und die Verbrennung mit einer Ionisationselektrode überwacht wird, wobei das Gebläse, die Zündelektrode und die Ionisationselektrode signaltechnisch mit einer Regelungseinrichtung verbunden ausgebildet sind. Der Begriff "signaltechnisch" bedeutet dabei, dass die besagten Bauteile Daten bzw. Informationen in Form von elektrischen Strömen miteinander austauschen. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb eines Brenners der eingangs genannten Art zu verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren geschaffen werden, mit dem fehlerhafte Zündungen des Brenners detektiert werden können.
- Diese Aufgabe ist mit einem Verfahren zum Betrieb eines Brenners der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.
- Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass bei einem Start des Brenners mit Hilfe der Regelungseinrichtung wahlweise bei Vorliegen eines unerwarteten Verlaufs eines Signals des Gebläses, der Zündelektrode und/oder der Ionisationselektrode eine fehlerhafte Zündung detektiert wird.
- Mit anderen Worten zeichnet sich das Verfahren zum Betrieb eines Brenners dadurch aus, dass wahlweise insbesondere die Gebläsedrehzahl und/oder Elektrodensignale während des Startvorgangs des Brenners überwacht werden und bei bestimmten Abweichungen der Signalkurven von der Norm von der Regelungseinrichtung eine fehlerhafte Zündung festgestellt wird. Insbesondere kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine verzögerte Zündung des Brenners bzw. eine Verpuffung detektiert werden. Auf Basis dieser Information kann dann zum Beispiel eine Verriegelung des Brenners zum Schutz vor Sach- und oder Personenschäden erfolgen.
- Nochmals mit anderen Worten ausgedrückt, ist erfindungsgemäß die Auswertung von Signalen während des kurzen Moments der Zündung bzw. der Flammenbildung vorgesehen. Hier handelt es sich um ein sehr spezifisches Verhalten, welches durch eine verzögerte Zündung auftritt und mit einer hohen Zünddruckamplitude verbunden ist. Dabei wird durch einen heftigen Druckstoß der Verpuffung für einen Sekundenbruchteil (etwa t0=0,1 Sekunden nach der Zündung) das Gebläselaufrad abgebremst sowie die Flamme von der Ionisationselektrode bzw. Zündelektrode weggeblasen.
- Andere vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb eines Brenners ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
- Der Vollständigkeit halber wird noch auf die folgenden Dokumente hingewiesen:
Aus dem PatentdokumentEP 2 971 964 B1 ist ein Verbrennungsregelungsverfahren bekannt, bei dem die für die Zündung benötigte Gasmenge (bzw. der sogenannte "Kraftstoffdurchflusszündwert"), ausgewertet wird, um die Zündung zu optimieren. Nicht offenbart ist in diesem Dokument, dass ein unerwarteter Verlauf eines Signals der Zündelektrode und/oder der Ionisationselektrode bewertet wird, um eine fehlerhafte Zündung zu detektieren. - Aus dem Patentdokument
DE 10 2010 056 275 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eine Gasbrenners bekannt, bei dem das Gebläse während des Betriebs überwacht wird, um Probleme in den Strömungswegen aufzudecken. Das Thema "fehlerhafte Zündung" ist nicht Gegenstand dieses Dokuments. - Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb eines Brenners einschließlich seiner vorteilhaften Weiterbildungen gemäß der abhängigen Patentansprüche wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- Es zeigt
- Figur 1
- schematisch und beispielhaft eine Brennervorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem Brenner und zwei Elektroden;
- Figur 2
- als Diagramm die Signalkurven des Gebläses (Verlauf A), der Zündelektrode (Verlauf B) und der Ionisationselektrode (Verlauf C) bei fehlerfreier Zündung des Brenners über der Zeit aufgetragen; und
- Figur 3
- als Diagramm die gleichen Signalkurven bei fehlerhafter Zündung des Brenners.
- Wie aus
Figur 1 ersichtlich, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Brenner mit einem Gebläse 1, einer Zündelektrode 2, einer Ionisationselektrode 3 und einer Regelungseinrichtung 4 vorgesehen. Der Brenner ist dabei vorzugsweise als Gas-Brenner, insbesondere als vormischender Gas-Brenner ausgebildet. Mit dem Gebläse 1 wird die zur Verbrennung benötigte Luft gefördert. Außerdem kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass mit dem Gebläse neben der Luft auch ein Brennstoff, insbesondere Brenngas wie Erdgas, gefördert wird. Weiterhin ist in an sich bekannter Weise vorgesehen, dass mit der Zündelektrode 2 die Verbrennung am Brenner gestartet wird. Ferner wird mit der Ionisationselektrode 3 die Verbrennung überwacht. Dabei sind das Gebläse 1, die Zündelektrode 2 und die Ionisationselektrode 3 signaltechnisch (typischer Weise mittels einer elektrischen Leitung) mit einer Regelungseinrichtung 4 verbunden ausgebildet. - Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren ist nun, dass bei einem Start des Brenners mit Hilfe der Regelungseinrichtung 4 wahlweise bei Vorliegen eines unerwarteten Verlaufs eines Signals des Gebläses 1, der Zündelektrode 2 und/oder der Ionisationselektrode 3 eine fehlerhafte Zündung detektiert wird. Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass als Signal des Gebläses 1 dessen Drehzahl verwendet wird.
- Weiterhin ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass zur Detektion einer fehlerhaften Zündung ein tatsächlicher Signalverlauf wahlweise des Gebläses 1, der Zündelektrode 2 und/oder der Ionisationselektrode 3 mit einem hinterlegten, erwartungsgemäßen Signalverlauf verglichen wird.
Figur 2 zeigt dabei einen solchen erwartungsgemäßen Signalverlauf,Figur 3 dagegen einen solchen mit einer fehlerhaften Zündung zum Zeitpunkt t0. - Wie sich aus der oben verwendeten Formulierung "wahlweise ... und/oder" ergibt, ist es erfindungsgemäß grundsätzlich ausreichend auch "nur" eines der drei Signale zu überwachen. Zur Erhöhung der Prozesssicherheit ist aber besonders bevorzugt vorgesehen, dass zur Detektion einer fehlerhaften Zündung wahlweise das Signal des Gebläses 1 und der Zündelektrode 2, das Signal des Gebläses 1 und der Ionisationselektrode 3 oder das Signal der Zündelektrode 2 und der Ionisationselektrode 3 überwacht wird, d. h. es werden besonders bevorzugt mindestens jeweils zwei Signale überwacht, wobei es natürlich grundsätzlich auch möglich ist, alle drei Signale zu überwachen.
- Wie bereits erwähnt, zeigt
Figur 3 einen fehlerhaften Brennerstart, wie er sich zum Beispiel bei einer Verpuffung ergibt. Dabei zeigen alle drei Signale einen im Vergleich zuFigur 2 unerwarteten, sprunghaften Verlauf, wobei der Brenner trotz der Verpuffung letztlich gestartet werden konnte. - Da es absehbar eine Ursache für den fehlerhaften bzw. nicht einwandfreien Start gab, kann schließlich besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass bei Detektion einer fehlerhaften Zündung ein erneuter Start des Brenners durch die Regelungseinrichtung 4 bis zu einer manuellen Freigabe (durch eine entsprechend autorisierte Person) unterbunden wird.
-
- 1
- Gebläse
- 2
- Zündelektrode
- 3
- Ionisationselektrode
- 4
- Regelungseinrichtung
Claims (5)
- Verfahren zum Betrieb eines Brenners, bei dem zur Verbrennung benötigte Luft mit einem Gebläse (1) gefördert, die Verbrennung mit einer Zündelektrode (2) gestartet und die Verbrennung mit einer Ionisationselektrode (3) überwacht wird, wobei das Gebläse (1), die Zündelektrode (2) und die Ionisationselektrode (3) signaltechnisch mit einer Regelungseinrichtung (4) verbunden ausgebildet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei einem Start des Brenners mit Hilfe der Regelungseinrichtung (4) wahlweise bei Vorliegen eines unerwarteten Verlaufs eines Signals des Gebläses (1), der Zündelektrode (2) und/oder der Ionisationselektrode (3) eine fehlerhafte Zündung detektiert wird. - Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Detektion einer fehlerhaften Zündung ein tatsächlicher Signalverlauf wahlweise des Gebläses (1), der Zündelektrode (2) und/oder der Ionisationselektrode (3) mit einem hinterlegten, erwartungsgemäßen Signalverlauf verglichen wird. - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei Detektion einer fehlerhaften Zündung ein erneuter Start des Brenners durch die Regelungseinrichtung (4) bis zu einer manuellen Freigabe unterbunden wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass zur Detektion einer fehlerhaften Zündung wahlweise das Signal des Gebläses (1) und der Zündelektrode (2), das Signal des Gebläses (1) und der Ionisationselektrode (3) oder das Signal der Zündelektrode (2) und der Ionisationselektrode (3) verwendet wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Signal des Gebläses (1) dessen Drehzahl verwendet wird.
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