EP3746707B1 - Verfahren zur überwachung und regelung einer brennerflamme eines heizgerätebrenners - Google Patents

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EP3746707B1
EP3746707B1 EP19713741.7A EP19713741A EP3746707B1 EP 3746707 B1 EP3746707 B1 EP 3746707B1 EP 19713741 A EP19713741 A EP 19713741A EP 3746707 B1 EP3746707 B1 EP 3746707B1
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burner
flame
ionization
burner flame
monitoring
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Ebm Papst Landshut GmbH
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    • 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
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
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    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
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    • F23N2241/00—Applications
    • F23N2241/06—Space-heating and heating water

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring and regulating a burner flame of a heater burner using an ionization electrode in the burner flame, wherein the ionization electrode is positioned in contact with the burner flame, a voltage is passed through a flame amplifier to the ionization electrode via a voltage generator and a voltage from the ionization electrode in the Burner flame measured ionization current is measured by the flame amplifier and transmitted to the control unit.
  • Ionization monitoring of burner flames are basically known from the prior art and use the rectifying effect of a flame to detect the presence of safe combustion.
  • an alternating voltage is usually fed via an amplifier to the ionization electrode, which is in contact with the flame.
  • a direct current flows through the flame, which is measured by the flame amplifier.
  • the flame amplifier is designed in such a way that only the direct current component is evaluated, a possible alternating current component, e.g. due to contact resistance caused by moisture or soot, is filtered out.
  • the control unit evaluates the signal from the flame amplifier for flame monitoring of the burner or to regulate the combustion quality.
  • the flame amplifier can be brought back into the reliable operating range by increasing the ionization voltage, but this has the disadvantage that if the oxidation decreases later, e.g. due to thermal cracks on the electrode surface, the mixture control of the fuel gas-air mixture is reduced deteriorated based on the ionization current.
  • the combustion is controlled according to the so-called SCOT method and the amount of air supplied to the burner of the heater is controlled in accordance with the burner output.
  • a flame signal measurement is carried out by means of an ionization sensor and the fuel gas-air mixture is regulated to a target ionization measurement value stored in a characteristic curve.
  • the disadvantage of the SCOT process is that the flame signal drops sharply at low burner outputs, making the control unreliable.
  • increasing transition resistances, for example by the described Oxidation on the ionization electrode results in small flame signals that make reliable control more difficult or impossible.
  • a high voltage can be used for flame detection or flame monitoring and, after the flame detection, a lower voltage can be used for flame control.
  • This can be done by an ionization control with two voltages that can be switched via a relay or electronically controlled for the flame current control mode and the flame monitoring mode.
  • a high voltage is well suited for monitoring, but delivers poorer results in flame control mode.
  • a low voltage is better in normal operation, but less suitable for monitoring the flame signal.
  • JP S62 252824 discloses a method for monitoring and regulating a burner flame of a burner according to the preamble of claim 1.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method with which the burner flame of the heater burner is continuously monitored in all operating states using the ionization measurement, without differentiating between the phases of burner start and burner control.
  • a method for monitoring and control is used to solve the problem a burner flame of a burner of a heating device with a control device, in which an ionization electrode is positioned in contact with the burner flame, a voltage is fed to the ionization electrode via a voltage generator via a flame amplifier and an ionization current measured by the ionization electrode in the burner flame is measured and applied by the flame amplifier the control unit is transmitted.
  • the voltage generator supplies the flame amplifier and thus the ionization electrode alternately and continuously with at least two set different voltages during the entire burner operation, ie during the starting process, burner control and shutdown.
  • the at least two ionization currents resulting from the different voltages are measured by the ionization electrode and a resulting difference in the ionization currents is determined.
  • the control unit monitors the burner flame or regulates the burner flame. For this purpose, a comparison value is stored in the control unit, from which level of the ionization current the regulation begins.
  • the invention takes into account that the flame signal, ie the ionization currents measured at the ionization electrode, depends not only on the flame itself, but also on the level, shape and frequency of the ionization voltage. Particularly in those areas in which higher contact resistances are to be found in the flame signal circuit due to changed framework conditions, significantly different ionization currents result with different voltages.
  • An active determination of the phases is avoided by the continuous, cyclical change of the voltages over the entire burner operation.
  • a comparatively simple circuit structure without a changeover relay is also possible.
  • the ionization current can be used to control the burner flame independently of fixed predetermined threshold values and continuously during the entire burner operation, and to monitor it in the case of a large current difference. If the state of the ionization electrode changes during burner operation due to creeping oxidation, this is recognized by a deviation in the ionization currents resulting from the two different voltages. The difference is also used, for example during the start-up process of the burner, to ensure that the burner flame is not regulated if the difference in the ionization currents is too high. The generation of the fuel gas-air mixture is then exclusively controlled by the control unit and not regulated until the difference value falls below a limit value.
  • the two specified different voltages are generated by a switchable voltage generator.
  • the method is characterized in that the voltage generator continuously adjusts a level, frequency and / or shape of the two specified different voltages as a function of a parameter of a quality of the burner flame.
  • the parameter is the burner flame stability, which is reflected in an absolute level of the ionization current.
  • the flame amplifier 3 and the ionization electrode 2 are alternately and continuously supplied with two fixed, differently high ionization voltages 32, 33 in the form of a square-wave voltage via the voltage generator 5.
  • the two ionization currents and the difference 34 of the ionization voltages resulting from the two ionization currents are also measured in an identical cycle over the entire combustion operation certainly.
  • the first ionization voltage 32 the ionization current results in accordance with characteristic curve 21, with the second ionization voltage 32 the ionization current in accordance with characteristic curve 31.
  • the difference 34 between the voltages is initially equal to zero, but increases noticeably in the region of the drop in the ionization current after the start approaches the value zero again as soon as burner 1 has reached a state that is necessary for regulating the burner flame above control limit 26 (see Fig Figure 2 ) suitable is.
  • the ionization current is below the control limit 26 and the difference 34 between the ionization voltages is high, the burner flame is monitored, the formation of the mixture of fuel gas and air being exclusively controlled by the control unit. In the area above the control limit 26, the mixture formation and consequently the burner flame for modulating the heater takes place in the period 35.
  • Figure 3 relates to the starting method of burner 1.
  • the method disclosed can, however, also be used for continuous monitoring of burner operation, since the continual cyclical change in the two voltages 32, 33 results in both a creeping change in the ionization electrode 2, for example due to oxidation, and an acute change of the ionization electrode 2 can be determined, for example, by a spontaneous breakdown of the oxidation layer on the ionization electrode 2 in a changing difference 34 in the ionization current.
  • the control device 7 can adjust the level of the ionization voltages 32, 33 and consequently the level of the ionization currents at any time in order to ensure a continuously safe operation at a consistently high level.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung und Regelung einer Brennerflamme eines Heizgerätebrenners unter Nutzung einer Ionisationselektrode in der Brennerflamme, wobei die Ionisationselektrode in Kontakt mit der Brennerflamme positioniert, über einen Spannungsgenerator eine Spannung über einen Flammenverstärker an die Ionisationselektrode geführt und ein von der Ionisationselektrode in der Brennerflamme gemessener Ionisationsstrom von dem Flammenverstärker gemessen und an das Steuergerät übermittelt wird.
  • Ionisationsüberwachungen von Brennerflammen sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und nutzen den Gleichrichtereffekt einer Flamme zur Erkennung des Vorhandenseins einer sicheren Verbrennung. Üblicherweise wird hierzu eine Wechselspannung über einen Verstärker an die lonisationselektrode geführt, die mit der Flamme in Kontakt steht. Bei einer Verbrennung fließt durch die Flamme ein Gleichstrom, der von dem Flammenverstärker gemessen wird. Der Flammenverstärker ist so gestaltet, dass nur der Gleichstromanteil ausgewertet wird, ein möglicher Wechselstromanteil z.B. durch Übergangswiderstände bedingt durch Feuchtigkeit oder Ruß wird herausgefiltert. Das Steuergerät wertet das Signal des Flammenverstärkers zur Flammenüberwachung des Brenners oder zur Regelung der Verbrennungsgüte aus. Bedingt durch Oxidation an der Elektrodenoberfläche entsteht allerdings in dem Flammensignalstromkreis ein erhöhter Übergangswiderstand, der das Flammensignal soweit reduzieren kann, dass eine eindeutige Flammenüberwachung oder zuverlässige Verbrennungsregelung nicht mehr erfolgen kann. Zwar kann bei einer Oxidation der Flammenverstärker durch eine Erhöhung der Ionisationsspannung wieder in den zuverlässigen Arbeitsbereich gebracht werden, jedoch hat dies den Nachteil, dass bei einer späteren Abnahme der Oxidation, bedingt z.B. durch thermische Risse an der Elektrodenoberfäche, sich die Gemischregelung des Brenngas-Luftgemisches auf Basis des Ionisationsstromes verschlechtert.
  • Bei einer in der Technik bekannten Variante erfolgt die Verbrennungsregelung nach dem sog. SCOT-Verfahren und die Steuerung der dem Brenner des Heizgerätes zugeführten Luftmenge entsprechend der Brennerleistung. Dabei wird eine Flammensignalmessung mittels eines Ionisationssensors durchgeführt und das Brenngas-Luftgemisch auf einen in einer Kennlinie hinterlegten Soll-Ionisationsmesswert geregelt. Beim SCOT-Verfahren ist jedoch nachteilig, dass bei kleinen Brennerleistungen das Flammensignal stark absinkt und die Regelung damit unzuverlässig wird. Dadurch führen höher werdende Überganswiderstände, die beispielsweise durch die beschriebene Oxidation an der Ionisationselektrode entstehen, zu kleinen Flammensignalen, die eine zuverlässige Regelung erschweren oder verhindern.
  • Aber nicht nur im laufenden Betrieb sind variierende Zustände zu bewältigen. Der Fachmann steht generell vor dem Problem, dass beim Betrieb des Heizgerätes zwischen dem Startverfahren und der Regelung während des Betriebs sehr unterschiedliche Zustände an der Ionisationselektrode vorliegen. Insbesondere verändert sich über die Lebensdauer und die zunehmende Oxidierung der Ionisationselektroden deren Charakteristik bei der Erzeugung des Flammensignals, d.h. des an das Steuergerät zurückgegebenen Ionisationsstroms. Bei Nutzung neuer Ionisationselektroden wird nach dem Start der Brennerflamme unmittelbar oder zumindest sehr schnell der nötige lonisationsstrom erreicht, der als Flammensignal zur Regelung der Brennerflamme und Modulation des Heizgerätes benötigt wird. Mit zunehmenden Betriebsstunden verzögert sich das Erreichen des benötigten Ionisationsstromes, bis schließlich kein ausreichender lonisationsstrom innerhalb einer sicheren Startzeit vorliegt und die Ionisationselektrode unbrauchbar ist.
  • Mögliche bestehende Lösungen, um diesen Nachteil zu mindern, liegen in einer blockierten Modulation während einer Flammenstabilisierungsphase beim Start des Brenners, bis das Flammensignal bzw. der lonisationsstrom eine vorgegebene Höhe erreicht hat. Dabei ist jedoch nachteilig, dass das Signal bei gealterten Elektroden zwar eine Flammenüberwachung, jedoch keine Modulation des Heizgerätes und Flammensignalregelung ermöglicht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das Flammensignal in sehr großen Bereichen gemessen wird und die Schwellwerte aus Verfügbarkeitsgründen daher relativ niedrig liegen müssen. Eine über die Betriebsstunden schleichende Verschlechterung der lonisationselektrode kann somit erst sehr spät erkannt werden. Die zwischenzeitliche Gemischregelung von Brenngas und Luft auf Basis der Ionisationsstrommessung ist deutlich schlechter und ungenauer.
  • Dem Fachmann ist ferner bekannt, dass die Zuverlässigkeit der Flammenregelung bei Verwendung von zwei unterschiedlichen an die Ionisationselektrode geführten Spannungen verbessert werden kann. Beispielsweise kann eine hohe Spannung zur Flammenerkennung bzw. Flammenüberwachung und nach der Flammenerkennung eine niedrigere Spannung zur Flammenregelung verwendet werden. Dies kann durch eine Ionisationsregelung mit zwei über ein Relais umschaltbaren oder elektronisch gesteuerten Spannungen für den Flammenstromregelungsbetrieb und den Flammenüberwachungsbetrieb erfolgen. Dabei ist beispielhaft eine hohe Spannung gut zur Überwachung geeignet, liefert aber im Flammenregelungsbetrieb schlechtere Ergebnisse. Eine niedrige Spannung ist im Regelbetrieb besser, aber für die Überwachung des Flammensignals schlechter geeignet.
  • Auch bei diesen Verfahren wird zwischen der Phase des Brennerstarts mit einer Flammenüberwachung und einem Regelbetrieb zur Flammenregelung unterschieden, wobei die Flammenregelung nur bei einem erreichten Mindestwert oberhalb eines Schwellwertes des lonisationsstromes erfolgt. Ferner ist nachteilig, dass für deren Funktion die einzelnen Betriebsphasen immer sicher und zuverlässig erkannt werden müssen, da sowohl die Spannung als auch die Ansprechschwelle des Flammensignalverstärkers gleichzeitig und nur um feste Werte umgeschaltet werden.
  • JP S62 252824 offenbart ein Verfahren zur Überwachung und Regelung einer Brennerflamme eines Brenners gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem kontinuierlich und fortwährend die Brennerflamme des Heizgerätebrenners in allen Betriebszuständen unter Nutzung der Ionisationsmessung überwacht wird, ohne dass zwischen den Phasen des Brennerstarts und der Brennerregelung Differenzierung erfolgt.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Überwachung und Regelung einer Brennerflamme eines Brenners eines Heizgerätes mit einem Steuergerät vorgeschlagen, bei dem eine Ionisationselektrode in Kontakt mit der Brennerflamme positioniert, über einen Spannungsgenerator eine Spannung über einen Flammenverstärker an die Ionisationselektrode geführt und ein von der Ionisationselektrode in der Brennerflamme gemessener Ionisationsstrom von dem Flammenverstärker gemessen und an das Steuergerät übermittelt wird. Erfindungsgemäß versorgt hierbei der Spannungsgenerator während des gesamten Brennerbetriebs, d.h. während des Startvorgangs, der Brennerregelung und der Abschaltung, den Flammenverstärker und somit die Ionisationselektrode alternierend und fortlaufend mit mindestens zwei festgelegt unterschiedlich hohen Spannungen. Die mindestens zwei sich aus den unterschiedlich hohen Spannungen ergebenden Ionisationsströme werden durch die Ionisationselektrode gemessen und eine sich hieraus ergebende Differenz der Ionisationsströme wird bestimmt. In Abhängigkeit der Höhe der Differenz erfolgt durch das Steuergerät eine Überwachung der Brennerflamme oder eine Regelung der Brennerflamme. Hierzu wird in dem Steuergerät ein Vergleichswert hinterlegt, ab welcher Höhe des Ionisationsstromes die Regelung beginnt.
  • Die Erfindung berücksichtigt, dass das Flammensignal, d.h. die an der lonisationselektrode gemessenen Ionisationsströme nicht nur von der Flamme selbst, sondern auch von der Höhe, der Form und der Frequenz der Ionisationsspannung abhängt. Insbesondere in den Bereichen, in denen höhere Übergangswiderstände im Flammensignalstromkreis durch veränderte Rahmenbedingungen vorzufinden sind, ergeben sich bei unterschiedlichen Spannungen deutlich unterschiedliche Ionisationsströme. Dadurch, dass der Spannungsgenerator während des gesamten Brennerbetriebs, fortwährend beim Startvorgang wie auch im Regelbetrieb des Brenners den Flammenverstärker und somit die Ionisationselektrode in wiederkehrenden identischen Zyklen mit vorzugsweise zwei festgelegt unterschiedlich hohen Spannungen versorgt, ergeben sich unterschiedliche Ionisationsströme, die sich in ihrer Höhe annähern, sobald der Brenner einen Zustand erreicht hat, der sich für die Regelung der Brennerflamme eignet. Eine aktive Feststellung der Phasen wird durch die kontinuierliche, zyklische Änderung der Spannungen über den gesamten Brennerbetrieb vermieden. Auch ist ein vergleichsweise einfacher Schaltungsaufbau ohne Umschaltrelais möglich.
  • Bei einer geringen Differenz der Ionisationsströme kann der Ionisationsstrom unabhängig von fest vorgegebenen Schwellwerten und kontinuierlich während des gesamten Brennerbetriebes zur Regelung der Brennerflamme, bei einer großen Stromdifferenz zu deren Überwachung genutzt werden. Wenn sich im Laufe des Brennerbetriebes der Zustand der Ionisationselektrode durch eine schleichende Oxidation verändert, wird dies durch eine Abweichung der aus den zwei unterschiedlichen Spannungen resultierenden Ionisationsströme erkannt. Auch wird die Differenz beispielsweise während des Startvorgangs des Brenners dazu genutzt, dass keine Regelung der Brennerflamme erfolgt, wenn die Differenz der Ionisationsströme zu hoch ist. Die Erzeugung des Brenngas-Luftgemisches wird dann über das Steuergerät ausschließlich gesteuert und nicht geregelt, bis der Differenzwert unter einen Grenzwert fällt.
  • In einer vorteilhaften Ausführung werden die zwei festgelegt unterschiedlichen Spannungen von einem umschaltbaren Spannungsgenerator erzeugt werden.
  • In einer Weiterbildung ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator eine Höhe, Frequenz und/oder Form der zwei festgelegt unterschiedlichen Spannungen stufenlos in Abhängigkeit eines Parameters einer Güte der Brennerflamme anpasst. Der Parameter ist in einem Ausführungsbeispiel die Brennerflammenstabilität, die sich in einer absoluten Höhe des Ionisationsstroms wiederspiegelt.
  • Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    einen schematischen Aufbau eines Heizgerätes zur Durchführung des Verfahrens;
    Fig. 2
    ein Diagramm mit vier Kennlinien des Ionisationsstromes von vier Ionisationselektroden unterschiedlichen Zustands;
    Fig. 3
    ein Diagramm zur Darstellung der Differenz der Ionisationsströme bei den alternierenden Ionisationsspannungen.
    • In Figur 1 ist ein schematischer Aufbau eines Heizgerätes zur Durchführung des offenbarten Verfahrens mit einem Brenner 1, einer in der Brennerflamme des Brenners 1 positionierten Ionisationselektrode 2, einem Steuergerät 7, einem Spannungsgenerator 5 und einem Flammenverstärker 3 dargestellt. Die Ionisationselektrode 2 ist mit dem Flammenverstärker 3, dem Spannungsgenerator 5 und dem Steuergerät 7 über die Signalleitung 6 verbunden. Die Ionisationselektrode 2 misst einen Ionisationsstrom und gibt den gemessenen Wert an den Flammenverstärker 3 sowie das Steuergerät 7 zurück, dargestellt durch den Pfeil 4.
    • Figur 2 zeigt ein Diagramm des lonisationsstromes 10 über die Zeit 11, wobei vier Kennlinien 20, 21, 23, 24 zum Startverhalten von vier Ionisationselektroden unterschiedlichen Betriebsalters und Zustands eingetragen sind. Die Kennlinie 20 zeigt den ausgegebenen Ionisationsstrom einer neuer Ionisationselektrode, die Kennlinie 21 den ausgegebenen Ionisationsstrom einer bereits teilweise oxidierten Ionisationselektrode, Kennlinie 23 den Ionisationsstrom einer stark oxidierten Ionisationselektrode und Kennlinie 24 den Ionisationsstrom einer verschlissenen, unbrauchbaren Ionisationselektrode. Bei der Kennlinie 20 steigt der Ionisationsstrom nach dem Brennerstart und der Flammenbildung steil an und überläuft schnell die Abschaltschwelle 25 sowie die Regelungsschwelle 26, so dass bereits nach kurzer Zeit eine Regelung der Brennerflamme im Bereich 27 erfolgen kann. Bei der Kennlinie 21 steigt der Ionisationsstrom nach dem Brennerstart und der Flammenbildung ebenfalls steil an und überläuft in einem zur Kennlinie 20 im Wesentlichen parallelen Verlauf schnell die Abschaltschwelle 25 und die Regelungsschwelle 26. Kurz nach dem Start des Brenners 1 sinkt der Ionisationsstrom zwar kurz unterhalb die Regelgrenze 26 ab, steigt danach jedoch wieder an und bleibt stets oberhalb der Abschaltgrenze 25. Somit kann nach einer gewissen Zeit die Regelung der Brennerflamme im Bereich 27 erfolgen. Das Startverhalten der stärker oxidierten Ionisationselektrode gemäß Kennlinie 23 ist deutlich schlechter. Der Ionisationsstrom sinkt kurz nach der Flammenbildung am Brenner 1 unterhalb die Abschaltgrenze 25. Dies wird von dem Steuergerät 7 als Flammensignalausfall erfasst, was zu einem Abbruch des Startvorgangs führen kann. Gemäß der Kennlinie 24 der unbrauchbaren Ionisationselektrode wird innerhalb der Sicherheitszeit 28 zum Start des Brenners 1 kein ausreichend hoher Ionisationsstrom erreicht, der für eine Regelung und Modulation des Brenners 1 nötig ist.
    • In Figur 3 ist am Beispiel der Kennlinie 21 aus Figur 2 des ausgegebenen Ionisationsstroms der bereits teilweise oxidierten Ionisationselektrode das offenbarte Verfahren verdeutlicht.
  • Über den Spannungsgenerator 5 wird während des Startverfahrens und den nachfolgenden gesamten Brennerbetrieb, welche im Diagramm über die Zeit 11 aufgetragen sind, der Flammenverstärker 3 und die Ionisationselektrode 2 alternierend und fortlaufend mit zwei festgelegt unterschiedlich hohen Ionisationsspannungen 32, 33 in Form einer Rechteckspannung versorgt. Parallel hierzu werden ebenfalls über den gesamten Brennbetrieb im identischen Zyklus die zwei sich jeweils ergebenden lonisationsströme gemessen und die sich aus den beiden Ionisationsströmen ergebende Differenz 34 der lonisationsspannungen bestimmt. Bei der ersten Ionisationsspannung 32 ergibt sich der Ionisationsstrom gemäß Kennlinie 21, bei der zweiten Ionisationsspannung 32 der Ionisationsstrom gemäß Kennlinie 31. Beim Brennerstart ist die Differenz 34 der Spannungen zunächst gleich Null, steigt jedoch im Bereich des Abfalls des Ionisationsstromes nach dem Start erkenntlich an und nähert sich wieder dem Wert Null, sobald der Brenner 1 einen Zustand erreicht hat, der für die Regelung der Brennerflamme oberhalb der Regelgrenze 26 (siehe Figur 2) geeignet ist. Solange der Ionisationsstrom unterhalb der Regelgrenze 26 liegt und die Differenz 34 der Ionisationsspannungen hoch ist, erfolgt eine Überwachung der Brennerflamme, wobei die Gemischbildung von Brenngas und Luft über das Steuergerät ausschließlich gesteuert wird. Im Bereich oberhalb der Regelgrenze 26 erfolgt im Zeitraum 35 die Regelung der Gemischbildung und mithin der Brennerflamme zur Modulation des Heizgerätes.
  • Figur 3 betrifft das Startverfahren des Brenners 1. Das offenbarte Verfahren ist jedoch auch anwendbar zur fortlaufenden Überwachung des Brennerbetriebs, da sich durch die stets fortlaufende zyklische Änderung der zwei Spannungen 32, 33 sowohl eine schleichende Veränderung der Ionisationselektrode 2 beispielsweise durch Oxidation als auch eine akut auftretende Veränderung der Ionisationselektrode 2 beispielsweise durch einen spontanen Aufbruch der Oxidationsschicht auf der Ionisationselektrode 2 in einer sich verändernden Differenz 34 des Ionisationsstroms feststellen lassen. Das Steuergerät 7 kann jederzeit die Höhe der Ionisationsspannungen 32, 33 und mithin die Höhe der Ionisationsströme anpassen, um einen fortlaufend sicheren Betrieb auf gleichbleibend hohem Niveau sicherzustellen.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Überwachung und Regelung einer Brennerflamme eines Brenners (1) eines Heizgerätes mit einem Steuergerät (7), wobei eine Ionisationselektrode (2) in Kontakt mit der Brennerflamme positioniert, über einen Spannungsgenerator (5) eine Spannung über einen Flammenverstärker (3) an die Ionisationselektrode (2) geführt und ein von der Ionisationselektrode (2) in der Brennerflamme gemessener Ionisationsstrom von dem Flammenverstärker (3) gemessen und an das Steuergerät (7) übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (5) während des gesamten Brennerbetriebs den Flammenverstärker (3) und somit die Ionisationselektrode (2) alternierend und fortlaufend mit mindestens zwei festgelegt unterschiedlichen Spannungen (32, 33) versorgt, wobei die mindestens zwei sich
    daraus ergebenden Ionisationsströme gemessen werden und eine sich hieraus ergebende Differenz (34) der Ionisationsströme bestimmt wird, wobei
    in Abhängigkeit der Höhe der Differenz (34) der lonisationsströme durch das Steuergerät (7) eine Überwachung der Brennerflamme oder eine Regelung der Brennerflamme erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (5) den Flammenverstärker (3) und somit die Ionisationselektrode (2) in einem immer wiederkehrenden identischen Zyklus alternierend und fortlaufend mit den zwei festgelegt unterschiedlichen Spannungen (32, 33) versorgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Spannungen (32. 33) sich in Höhe, Form und/oder Frequenz unterscheiden.
  4. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei festgelegt unterschiedlichen Spannungen (32, 33) zyklisch umgeschaltet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils bestimmte Differenz (34) mit einem in dem Steuergerät (7) hinterlegten Vergleichswert verglichen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu einem festgelegten Grenzwert für die Höhe der Differenz (34) die Regelung der Brennerflamme und ab einer Überschreitung des Grenzwertes ausschließlich die Überwachung der Brennerflamme erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Steuergerät (7) während der Regelung der Brennerflamme ein dem Brenner (1) zugeführtes Brenngas-Luftgemisch geregelt und während der Überwachung der Brennerflamme das dem Brenner (1) zugeführte Brenngas-Luftgemisch gesteuert wird.
  8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (5) eine Höhe, Frequenz und/oder Form der zwei festgelegt unterschiedlichen Spannungen (32, 33) stufenlos in Abhängigkeit eines Parameters einer Güte der Brennerflamme anpasst.
  9. Verfahren nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Parameter die Brennerflammenstabilität ist.
  10. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannungsgenerator (5) eine Höhe, Frequenz und/oder Form der zwei festgelegt unterschiedlich hohen Spannungen (32, 33) verändert, wenn die absolute Höhe der lonisationsströme unter einen Mindestwert sinken.
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