EP4733668A1 - Verfahren und brennervorrichtung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Flammenüberwachungsvorrichtung (10) für eine bei einer vorbestimmbaren Leistung betreibbaren Brennervorrichtung, bei welchem der Brennervorrichtung (12) ein Brennstoff zum Erzeugen einer Flamme (14) zugeführt wird und bei welchem der Brennervorrichtung (12) ein Umgebungsluftstrom (16) zum Erzeugen eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs zugeführt wird, wobei in zumindest einem Kalibrierschritt (38, 40) ein Verbrennungsmaximum (20) der Flamme (14) überschritten wird, in dem zumindest in dem Kalibrierschritt (38, 40) über eine vorbestimmbare Kalibrierzeitdauer (84) und/oder einer Impulsdauer (44) ein fettes Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt wird. Es wird ein über eine vorbestimmbare Zeitdauer (82) begrenztes Verändern der Leistung während des Kalibrierens vorgeschlagen. Die Erfindung betrifft auch eine Brennervorrichtung (12), welche zumindest dazu eingerichtet ist, die Flammenüberwachungsvorrichtung (10) mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6 zu kalibrieren.

Description

Stand der Technik
• Es ist bereits ein Verfahren zur Kalibrierung einer Flammenüberwachungsvorrichtung, bei welchem einer Brennervorrichtung ein Brennstoff zu einer Erzeugung einer Flamme zugeführt wird und bei welchem der Brennervorrichtung ein Umgebungsluftstrom zu einer Erzeugung eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs zugeführt wird, wobei in zumindest einem Kalibrierschritt ein Verbrennungsmaximum der Flamme überschritten wird, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
• Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Kalibrierung einer Flammenüberwachungsvorrichtung, für eine bei einer vorbestimmbaren Leistung betreibbaren Brennervorrichtung, bei welchem der Brennervorrichtung ein Brennstoff zum Erzeugen einer Flamme zugeführt wird und bei welchem der Brennervorrichtung ein Umgebungsluftstrom zum Erzeugen eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs zugeführt wird, wobei in zumindest einem Kalibrierschritt ein Verbrennungsmaximum der Flamme überschritten wird, in dem zumindest in dem Kalibrierschritt über eine vorbestimmbare Impulszeitdauer ein fettes Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt wird.
• Das Verfahren zeichnet sich durch ein über eine vorbestimmbare Zeitdauer begrenztes Verändern der Leistung während des Kalibrierens aus.
• Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens kann vorteilhaft ein hoher Komfort bereitgestellt werden, da insbesondere während des Kalibrierschritts eine Temperaturschwankung reduziert/begrenzt werden kann. Durch die Variation der Leistung über eine bestimmte Zeitdauer gerade während des Kalibiervorganges wird es vermieden, dass sich der Betrieb der Brennervorrichtung mit dem Kalibriervorgang nicht oder zumindest möglichst wenig gegenseitig beeinflusst. Eine solche Beeinflussung kann zu Resonanzen führen. Resonanzen können mit dem vorgeschlagenen Verfahren eingedämmt oder gar gänzlich vermieden werden.
• Unter einer Zeitdauer soll verstanden werden, dass der Schritt oder Vorgang zeitlich begrenzt ist. Dass während eines Betriebs, insbesondere eines kontinuierlichen Betriebs der Brennervorrichtung eine gewisse Zeitspanne genutzt wird, in der die bestimmt Zeitdauer liegt. Die Zeitdauer hat einen Startzeitpunkt und einen zeitlich danach liegenden Endzeitpunkt. Unter einem kontinuierlichen Betrieb ist ein Betrieb zu verstehen, während dessen die Brennervorrichtung im üblichen Gebrauch arbeitet. Das kann mit einer konstanten oder auch einer dem üblichen Gebrauch angepassten Leistung erfolgen. Ein Verändern der Leistung während des Kalibrierens über eine vorbestimmte Zeitdauer unterscheidet sich in diesem Sinn vom üblichen Gebrauch. Die Veränderung richtet sich nach Notwendigkeiten des Kalibriervorgangs. Aktuelle Leistungsdaten des üblichen Gebrauchs können bei der Veränderung berücksichtigt werden.
• Vorzugsweise weist die Flammenüberwachungsvorrichtung zumindest einen lonisationssensor auf. Alternativ oder zusätzlich könnte die Flammenüberwachungsvorrichtung auch zumindest eine Lambda-Sonde oder einen Temperatursensor und/oder ein vergleichbares direktes und/oder indirektes Messverfahren zur Messung der Verbrennungsqualität aufweisen. Vorzugsweise ist die Brennervorrichtung als ein Durchlauferhitzer und/oder Boiler ausgebildet. Insbesondere wird von der Brennervorrichtung ein Wasser erwärmt. Vorzugsweise wird dem Wasser von der Brennervorrichtung, insbesondere einem Brenner der Brennervorrichtung, eine Wärmeenergie zugeführt. Vorzugsweise wird die Wärmeenergie durch die Flamme erzeugt. Vorzugsweise ist der Brennstoff als ein Brennfluid, insbesondere als ein Brenngas, ausgebildet. Beispielsweise könnte die Flamme durch die Oxidation von Brennstoff, insbesondere Erdgas und/oder Wasserstoff und/oder Methan, erzeugt werden. Vorzugsweise wird der Brennstoff in den Brenner der Brennervorrichtung eingebracht. Vorzugsweise wird der Brennstoff, beispielsweise von einer Pumpe, unter Druck in den Brenner eingespritzt. Vorzugsweise weist der Umgebungsluftstrom zumindest Sauerstoff auf. Vorzugsweise wird der Umgebungsluftstrom erzeugt, indem eine Umgebungsluft von einem Gebläse angesaugt wird. Vorzugsweise wird der Umgebungsluftstrom in den Brenner der Brennervorrichtung eingebracht. Vorzugsweise wird von dem Gebläse ein Druck im Brenner erzeugt, welcher größer ist als ein Umgebungsdruck. Vorzugsweise wird der Brennstoff, insbesondere in dem Brenner, mit dem Umgebungsluftstrom gemischt. Vorzugsweise wird ein Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt. Das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch weist ein Mischungsverhältnis auf. Das Mischungsverhältnis ist als das Verhältnis von Brennstoff zu Sauerstoff gebildet. Vorzugsweise wird der Brennstoff mit zumindest dem Sauerstoff aus dem Umgebungsluftstrom, beispielsweise in dem Brenner, oxidiert/verbrannt. Unter einem "fetten Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch" soll dabei insbesondere ein Mischungsverhältnis, welches weniger Sauerstoff aufweist, als zu einer vollständigen Verbrennung/Oxidation des Brennstoffs benötigt wird, verstanden werden. Unter einem "Ionisationssensor" soll dabei insbesondere zumindest ein Messsensor, beispielsweise eine Ionisationselektrode, welcher dazu eingerichtet ist, einen Ionisationsstrom zu messen, verstanden werden. Insbesondere wird eine elektrische Spannung an der Flamme, beispielsweise zwischen Gehäuse und lonisationssensor, angelegt, von welcher der Ionisationsstrom, insbesondere bei einem Vorliegen einer Flamme, erzeugt wird. Vorzugsweise hängt der Ionisationsstrom zumindest von einer Flammenintensität ab. Vorzugsweise wird der lonisationsstrom umso größer, je größer eine Flammenintensität ist. Vorzugweise wird der Ionisationsstrom im Verbrennungsmaximum zumindest im Wesentlichen maximal. Vorzugsweise wird der Ionisationsstrom bei einem Überschreiten des Verbrennungsmaximums, welches insbesondere bei einem fetten Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch vorliegt, umso kleiner, je geringer die Flammenintensität wird. Beispielsweise könnte ein Verbrennungsmaximum zumindest im Wesentlichen bei einem stöchiometrischen Mischungsverhältnis erreicht werden. Beispielsweise ist die Flammenintensität bei einem magereren und/oder bei einem fetteren Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch kleiner als im Verbrennungsmaximum mit einer stöchiometrischen Verbrennung. Unter "stöchiometrisch" soll dabei insbesondere ein Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch, welches genau gleich viel Sauerstoff aufweist, wie für die Oxidation des im Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch enthaltenen Brennstoffs theoretisch benötigt wird, verstanden werden.
• Vorzugsweise wird das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch angefettet/verfettet, bis das Verbrennungsmaximum der Flamme überschritten wird. Vorzugsweise ist eine lonenbildungsrate in der Flamme im Verbrennungsmaximum zumindest im Wesentlichen maximal. Vorzugsweise wird das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch im Verbrennungsmaximum stöchiometrisch verbrannt. Insbesondere wird die Verbrennungstemperatur zumindest im Wesentlichen im Verbrennungsmaximum maximal. Insbesondere muss das Verbrennungsmaximum überschritten werden, um das Verbrennungsmaximum identifizieren zu können. Vorzugsweise wird das fette Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch, insbesondere entlang eines ansteigenden Mischungsverhältnisses, in dem zumindest einen Kalibrierschritt zumindest im Wesentlichen oberhalb des Verbrennungsmaximums verbrannt.
• Vorzugsweise umfasst der Kalibrierschritt zumindest einen Impulsschritt und einen Auswertungsschritt. Vorzugsweise wird in dem Impulsschritt zumindest das Mischungsverhältnis des Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs über eine Impulszeitdauer insbesondere von weniger als 5 s, bevorzugt weniger als 1 s und vorzugsweise weniger als 0,5 s erhöht. Vorzugsweise wird in dem Auswertungsschritt zeitlich auf den Impulsschritt folgend zumindest eine Impulsantwort über eine Auswertungsdauer gemessen und ausgewertet. Vorzugsweise ist die Auswertungsdauer zumindest im Wesentlichen gleich lang wie die Impulszeitdauer. Vorzugsweise weist die gesamte Zeitdauer des Kalibrierschritts weniger als 20 s, bevorzugt weniger als 10 s auf. Insbesondere weist die gesamte Zeitdauer des Kalibrierschritts zumindest die doppelte Impulszeitdauer auf. Unter einem "Verbrennungsmaximum" soll dabei insbesondere eine Oxidierung eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs bei einem Mischungsverhältnis, welches ein maximales Messsignal des Ionisationssensors und/oder welches eine maximale Verbrennungstemperatur bewirkt, verstanden werden. Unter "zumindest im Wesentlichen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 25%, vorzugsweise weniger als 10% und besonders bevorzugt weniger als 5% des vorgegebenen Werts abweicht.
• Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach dem Hauptanspruch möglich. So wird vorgeschlagen, dass die Zeitdauer größer ist als die Impulsdauer. Dadurch kann erreicht werden, dass für eine Anpassung der Leistung der Brennervorrichtung ein optimiertes Zeitfenster bereitgestellt wird. Obwohl aufeinander abgestimmt, können der Kalibriervorgang und die Leistungsveränderung jeweils angepasst auf die eigenen Notwendigkeiten optimiert werden.
• Beginnt die Zeitdauer, während der die Leistung verändert wird, vor der Impulsdauer, kann die Brennervorrichtung kontrolliert zu der begrenzten Veränderung der Leistung geführt werden. Endet die Zeitdauer, während der die Leistung verändert wird, nach der Impulsdauer, kann die Brennervorrichtung kontrolliert zu der im Normalbetrieb genutzten Leistung zurückgeführt werden.
• Das Verändern der Leistung soll bewirken, dass das Kalibrieren nicht den Normalbetrieb beeinflusst. Dies erfolgt in vorteilhafter Weise derart, dass die Leistung reduziert und/oder erhöht wird. Ein Reduzieren der Leistung erfolgt in vorteilhafter Weise durch ein Reduzieren der Gebläsedrehzahl und einem Verringern des Ventildurchlasses für den Brennstoff. Ein Erhöhen der Leistung erfolgt in vorteilhafter Weise durch ein Erhöhen der Gebläsedrehzahl und einem VergröBern des Ventildurchlasses für den Brennstoff. Wird festgestellt, dass ein einfaches Verringern bzw. Vergrößern der Leistung nicht aus einem Resonanzkonflikt führt, ist es möglich die Variation gezielt von einer Reduzierung der Leistung zu einer Erhöhung der Leistung oder umgekehrt zu führen.
• In vorteilhafter Weise erfolgt das Verändern der Leistung so, dass sowohl der zugeführte Brennstoff reduziert wird, als auch die zugeführte Umgebungsluft reduziert wird.
• Es wird vorgeschlagen, dass das zeitliche Verändern der Leistung mittels einer die Brennervorrichtung steuernden oder regelnden Software erfolgt.
• Ferner wird vorgeschlagen, dass das zeitliche Verändern der Leistung Teil eines das kalibrierenden steuernden oder regelnden Software-Moduls ist.
• Eine bevorzugte Ausführungsform ist eine Brennervorrichtung mit zumindest einer Flammenüberwachungsvorrichtung mit zumindest einem Gebläse, welches dazu eingerichtet ist, einem Brenner einen Umgebungsluftstrom zuzuführen, mit zumindest einem Brennstoffzuführungsventil, welches dazu eingerichtet ist, eine Brennstoffmenge einzustellen, und mit zumindest einer Steuer- und/oder Regeleinheit, welche zumindest dazu eingerichtet ist, die Flammenüberwachungsvorrichtung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu kalibrieren. Vorteilhaft kann ein hoher Komfort bereitgestellt werden, da insbesondere während des Kalibrierschritts eine Temperaturschwankung reduziert/begrenzt werden kann. Vorteilhaft kann eine Konstruktion mit geringen Kosten bereitgestellt werden, da insbesondere zur Durchführung des Verfahrens keine zusätzlichen Bauteile verbaut werden müssen. Vorzugsweise weist die Flammenüberwachungsvorrichtung zumindest einen Ionisationssensor auf.
• In einem einfachen Verfahren wird in vorteilhafter Weise, in dem zumindest einen Kalibrierschritt zur Erzeugung des fetten Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs der Umgebungsluftstrom reduziert. Vorteilhaft kann ein hoher Komfort bereitgestellt werden, da insbesondere durch die Reduzierung des Umgebungsluftstroms eine Temperaturschwankung reduziert/begrenzt werden kann. Vorzugsweise wird das fette Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt, indem ein Sauerstoffanteil des Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs reduziert wird. Insbesondere wird das fette Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt, indem das Mischungsverhältnis erhöht wird. Vorzugsweise wird der Umgebungsluftstrom reduziert, indem dem Brenner weniger Umgebungsluft bei gleicher Brennstoffmenge zugeführt wird. Beispielsweise könnte der Umgebungsluftstrom reduziert werden, indem ein Durchströmquerschnitt eines Umgebungsluftkanals der Brennervorrichtung verringert wird. Alternativ könnte auch ein Bypass-Ventil geöffnet werden.
• Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das fette Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt wird, indem eine Gebläsedrehzahl reduziert wird. Vorteilhaft kann eine Konstruktion mit geringen Kosten bereitgestellt werden, da insbesondere zur Durchführung der Kalibrierung keine zusätzlichen Bauteile verbaut werden müssen. Vorzugsweise wird die Gebläsedrehzahl reduziert, indem zumindest eine reduzierte Gebläsedrehzahl und eine Zeitdauer für die reduzierte Gebläsedrehzahl vorgegeben werden. Es ist denkbar, dass für die Reduzierung der Gebläsedrehzahl eine, insbesondere maximale, Zeitdauer vorgegeben wird, in welcher die Drehzahländerung durchgeführt wird. Insbesondere wird in dem zumindest einen Kalibrierschritt von dem Gebläse eine minimale Gebläsedrehzahl nicht unterschritten. Beispielsweise könnte eine Differenz zwischen einer Ausgangsdrehzahl und der reduzierten Drehzahl als eine Pulshöhe ausgebildet sein. Beispielsweise könnte die Zeitdauer zwischen einem Startzeitpunkt der Reduzierung der Gebläsedrehzahl und einem Erreichen der reduzierten Gebläsedrehzahl als eine Haltezeit ausgebildet sein.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung und die erfindungsgemäße Brennervorrichtung sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das erfindungsgemäße Verfahren zur Kalibrierung und die erfindungsgemäße Brennervorrichtung zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten sowie Verfahrensschritten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnung
• Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
• Es zeigen:

Fig. 1

eine Brennervorrichtung mit einer Flammenüberwachungsvorrichtung,

Fig. 2

ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Kalibrierung der Flammenüberwachungsvorrichtung,

Fig. 3

ein schematisches Kalibrierdiagramm und

Fig. 4

Diagramme über zeitliche Verläufe eines Kalibriervorganges.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels
• Die Figur 1 zeigt eine Brennervorrichtung 12. Die Brennervorrichtung 12 ist dazu eingerichtet, ein Wasser in einem Durchlauferhitzer oder Boiler oder dergleichen zu erwärmen.
• Die Brennervorrichtung 12 weist eine Flammenüberwachungsvorrichtung 10 auf. Die Flammenüberwachungsvorrichtung 10 weist einen Ionisationssensor 52 auf. Der Ionisationssensor 52 ist dazu eingerichtet, ein Messsignal 56 zu erzeugen, vgl. Fig. 3. Das Messsignal ist als ein Ionisationsstrom ausgebildet.
• Die Brennervorrichtung 12 weist ein Gebläse 26 auf. Die Brennervorrichtung 12 weist einen Brenner 28 auf. Das Gebläse 26 ist dazu eingerichtet, dem Brenner 28 einen Umgebungsluftstrom 16 zuzuführen. Der Brenner 28 und das Gebläse 26 sind über einen Umgebungsluftkanal 24 fluidisch miteinander verbunden.
• Die Brennervorrichtung 12 weist ein Brennstoffzuführungsventil 30 auf. Das Brennstoffzuführungsventil 30 ist dazu eingerichtet, dem Brenner 28 einen Brennstoff zuzuführen. Der Brennstoff ist als ein Brenngas ausgebildet. Das Brenngas könnte als ein Erdgas, Methan, Wasserstoff oder dergleichen ausgebildet sein. Das Brennstoffzuführungsventil 30 ist dazu eingerichtet, eine Brennstoffzufuhr 34 einzustellen.
• Der Brenner 28 weist ein Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch auf. Das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch weist ein Mischungsverhältnis 54 auf, vgl. Fig. 3. Das Mischungsverhältnis 54 ist als ein Verhältnis von Brennstoff zu Sauerstoff gebildet. Der Brenner 28 ist dazu eingerichtet, das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch zu verbrennen. Der Brenner 28 ist dazu eingerichtet, eine Flamme 14 zu erzeugen.
• Die Brennervorrichtung 12 weist eine Steuer- und/oder Regeleinheit 32 auf. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 32 ist dazu eingerichtet, die Flammenüberwachungsvorrichtung 10 mittels des Verfahrens zu kalibrieren. Die Brennervorrichtung 12 weist einen Brennstofftank 18 auf. Der Brennstofftank 18 ist als eine Gasflasche ausgebildet. Der Brennstofftank 18 könnte jedoch auch als ein öffentliches Brennstoffnetz oder dergleichen ausgebildet sein.
• Die Figur 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Kalibrierung der Flammenüberwachungsvorrichtung 10.
• In zumindest einem Vorbereitungsschritt 36 wird ein Betriebsparameter ermittelt. Der Betriebsparameter wird von der Steuer- und/oder Regeleinheit 32 abgerufen/ausgelesen. Der Betriebsparameter ist als eine Gebläsedrehzahl ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich könnte der Betriebsparameter als ein Druck in einer Brennkammer 22 der Brennervorrichtung 12 und/oder in dem Umgebungsluftkanal 24 der Brennervorrichtung 12 ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich könnte der Betriebsparameter auch als ein Mischungsverhältnis 54 des Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs in einem Regelbetrieb der Brennervorrichtung 12 ausgebildet sein. Der Betriebsparameter weist einen Grenzwert auf. Anhand des Grenzwerts wird entschieden, ob ein weiterer Kalibrierschritt 38 oder ein weiterer Kalibrierschritt 40 ausgeführt wird.
• In dem zumindest einen weiteren Kalibrierschritt 38 wird ein Kalibrierimpuls 60 erzeugt, vgl. Fig. 3. Der Kalibrierimpuls 60 wird erzeugt, indem ein Mischungsverhältnis 54 des Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs fett eingestellt wird. Im Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wird für eine Impulszeitdauer 44 von 0,1 s ein fettes Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt. Alternativ könnte die Impulszeitdauer 44 auch größer als 0,1 s ausgebildet sein. Das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch wird anhand einer Pulshöhe 58 des Kalibrierimpulses 60 fett eingestellt. Das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch wird aus einem Regelbetrieb heraus angereichert. Zur Erzeugung des fetten Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs wird im Ausführungsbeispiel der Umgebungsluftstrom reduziert. Der Umgebungsluftstrom wird reduziert, indem die Gebläsedrehzahl verringert wird. Der Umgebungsluftstrom wird zur Anreicherung des Brennstoff-Sauerstoff Gemischs reduziert, wenn der Betriebsparameter mindestens den Grenzwert aufweist. Nach der Impulszeitdauer 44 von 0,1 s wird der Umgebungsluftstrom wieder auf den Wert des Regelbetriebs zurückgesetzt. In dem zumindest einen Kalibrierschritt 38 wird die Brennstoffzufuhr 34 konstant gehalten.
• In dem zumindest einen weiteren Kalibrierschritt 40 wird bei einem Unterschreiten des Grenzwerts das fette Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch durch eine Erhöhung der Brennstoffzufuhr 34 erzeugt, vgl. Fig. 1. In dem zumindest einen weiteren Kalibrierschritt 40 wird sichergestellt, dass das Mischungsverhältnis 54 in jedem Kalibrierzustand so stark erhöht werden kann, dass ein Verbrennungsmaximum 20 der Flamme 14 erreicht wird. In dem zumindest einen weiteren Kalibrierschritt 40 wird die Gebläsedrehzahl konstant gehalten. In dem zumindest einen weiteren Kalibrierschritt 40 wird der Umgebungsluftstrom 16 konstant gehalten.
• In zumindest einem Auswerteschritt 42 wird das Verbrennungsmaximum 20 der Flamme 14 detektiert. Das detektierte Messsignal 56 wird von der Steuer- und/oder Regeleinheit 32 ausgewertet. Das Verbrennungsmaximum 20 der Flamme 14 wird zeitlich nach Abschluss der Impulszeitdauer 44 erreicht. Das Verbrennungsmaximum 20 wird zeitlich versetzt zu dem Kalibrierimpuls 60 erzeugt. Alternativ ist denkbar, dass das Verbrennungsmaximum 20 der Flamme 14, beispielsweise bei einer langen Impulszeitdauer 44, zeitlich während des Kalibrierimpulses 60 erreicht wird.
• Die Figur 3 zeigt ein schematisches Kalibrierdiagramm. Das schematische Kalibrierdiagramm zeigt einen schematischen Verlauf des Messsignals 56 von dem lonisationssensors 52. Ferner zeigt das schematische Kalibrierdiagramm einen schematischen Verlauf eines Mischungsverhältnisses 54 des Brennstoff-Sauerstoff-Gemisches über eine Kalibrierzeitdauer 50. Das schematische Kalibrierdiagramm weist eine Ordinate 46 auf. Auf der Ordinate 46 ist das Messsignal 56 des Ionisationssensors 52 aufgetragen. Das Messsignal 56 ist als der von dem lonisationssensors 52 detektierte Ionisationsstrom ausgebildet. Ferner ist auf der Ordinate 46 das Mischungsverhältnis 54 des Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs aufgetragen. Das schematische Kalibrierdiagramm weist eine Abszisse 48 auf. Auf der Abszisse 48 ist eine Zeit aufgetragen. Der Kalibrierimpuls 60 weist eine Pulshöhe 58 des Mischungsverhältnisses 54 auf. Die Impulszeitdauer 44 des Kalibrierimpulses 60 beträgt 0,1 s. Es ist denkbar, dass die Impulszeitdauer 44 mehr oder weniger als 0,1 s beträgt. Die Impulszeitdauer 44 kann unterschiedliche Werte haben. Sie ist, wenn einmal vorgewählt fix. Sie kann in Abhängigkeit unterschiedlicher Einflüsse und Parameter vorgewählt werden. Solche Einflüsse und Parameter sind beispielsweise das Mischungsverhältnis 54 des Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs im Regelbetrieb oder die aktuelle Leistung. Die Impulszeitdauer 44 beträgt in jedem Kalibrierzustand weniger als 2s. Die Impulsdauer sollte so kurz wie möglich eingestellt oder vorgewählt werden.
• Alternativ beträgt die Impulszeitdauer 44 in jedem Kalibrierzustand weniger als 5 s. Das Verbrennungsmaximum 20 der Flamme 14 tritt zeitlich versetzt zu der Impulszeitdauer 44 auf. Das Messsignal 56 des Ionisationssensors 52 wird zeitlich nachfolgend auf die Impulszeitdauer 44 erzeugt. Die gesamte Kalibrierzeitdauer 50 beträgt 1 s. Die gesamte Kalibrierzeitdauer 50 beträgt in jedem Kalibriervorgang weniger als 10s. Die gesamte Kalibrierzeitdauer 50 beträgt in jedem Kalibriervorgang mindestens die doppelte Impulszeitdauer 44. Mit 60' und 58' ist ein nächster Kalibriervorgang bezeichnet.
• Im Ausführungsbeispiel nach Figur 4 wird während des Kalibrierens die Brennervorrichtung 12 in der Leistung verändert. In Figur 4 ist ein solcher Kalibriervorgang aufgezeigt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel nach Figur 3 wird der Kalibriervorgang nicht über eine Impulszeitdauer 44, sondern über einen stetigen Vorgang geführt. Dies kann während des Kalibrierschritts 38 oder auch während des Kalibrierschritts 40 erfolgen. Die erste Diagrammkurve 70 zeigt die Leistung, mit der die Brennervorrichtung 12 betrieben wird. Die Diagrammkurve 72 zeigt die Stellung des Brennstoffzuführungsventil 30. Die Diagrammkurve 74 zeigt die Gebläsedrehzahl. Die Diagrammkurve 76 zeigt das Messsignal 56 des Ionisationssensors 52.
• In diesem Ausführungsbeispiel wird zu einem Zeitpunkt t₁ ein Kalibrievorgang ausgelöst. Dazu wird das Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch in einen fetten Zustand gebracht. Das Messsignal 56 des Ionensensors 52 zeigt einen Verlauf, wie er in der Diagrammkurve 76 erkennbar ist. Das Messsignal 56 zeigt den Verlauf mit dem Verbrennungsmaximum 20.
• Erfindungsgemäß wird nun die Leistung während des Kalibrierens variiert. Dies ist mit der Diagrammkurve 70 gezeigt. Zu dem Zeitpunkt t₁ wird die Leistung von einem Level 80 reduziert und dann wieder auf das Level 80 gehoben und zum Zeitpunkt t₂ wieder erreicht. Die Zeitdauer 82 zwischen den Zeitpunkten t₂ und t₁ ist die Zeitdauer, in der ein begrenztes Verändern der Leistung stattfindet.
• Die Leistungsreduzierung wird erreicht, in dem die Stellung des Brennstoffzuführungsventil 30 etwas zu gefahren wird. In der Diagrammkurve 72 wird dies durch ein Abfallen der Kurve ab dem Zeitpunkt t₁ erkennbar. Außerdem wird die Gebläsedrehzahl entsprechend reduziert. In der Diagrammkurve 74 ist dies mit der Linie 78 dargestellt.
• Der Kalibriervorgang wird im Ausführungsbeispiel ebenfalls zum Zeitpunkt t₁ gestartet. Um zu erreichen, dass ein Brennstoffüberschuss, also ein fettes Gemisch erzeugt wird, wird die Gebläsedrehzahl stärker abgesenkt, als das für die Leistungsreduzierung notwendig ist. In der Diagrammkurve 74 ist das durch eine gestrichelte Linie 84 dargestellt.
• Ein fettes Gemisch kann auch dadurch erzeugt werden, dass das Brennstoffzuführungsventil 30 etwas weniger zugefahren wird. Dadurch wird eine Auswirkung auf die Brennervorrichtung 12 weniger ausgeprägt.
• Im Ausführungsbeispiel ist die Kalibrierzeitdauer 84 ungefähr gleich lang wie die Zeitdauer 82 des Veränderns der Leistung. In Varianten kann aber die Zeitdauer 82 zum Verändern der Leistung auch größer als die Kalibrierdauer 84 sein. Wird entsprechend der Ausführung nach Figur 3 der Kalibriervorgang mittels eines Impulses durchgeführt, ist die Zeitdauer 82 der Veränderung der Leistung größer als die Impulszeitdauer 44. Je nach Resonanzverhalten liegen die Zeitdauern 82 für die Leistungsveränderung und die Kalibrierzeitdauer 84 und/oder die Impulsdauer 44 übereinander.
• Die Zeitdauer 82 für die Leistungsveränderung kann größer sein als die Kalibrierzeitdauer 84 und/oder die Impulsdauer 44.
• In einer Variante liegt der Zeitpunkt t₁' für die Leistungsreduzierung vor dem Zeitpunkt t₁ für die Kalibrierung.
• In einer weiteren Variante liegt der Zeitpunkt t₂' für die Leistungsreduzierung nach dem Zeitpunkt t₂ für die Kalibrierung.
• In einer weiteren Variante liegt der Zeitpunkt t₁' für die Leistungsreduzierung vor dem Zeitpunkt t₁ für die Kalibrierung und es liegt der Zeitpunkt t₂' für die Leistungsreduzierung nach dem Zeitpunkt t₂ für die Kalibrierung.
• Im Ausführungsbeispiel wird die Leistung für die Zeitdauer 82 erniedrigt. Das wird zum Beispiel dann angewendet, wenn die Brennervorrichtung bei einer hohen Leistung betrieben wird, wenn der Kalibriervorgang gestartet wird. Es ist jedoch auch möglich, die Leistung zu erhöhen. Das wird zum Beispiel dann angewandt, wenn die Brennervorrichtung bei einer niedrigen Leistung betrieben wird. Es ist auch möglich, die Leistung der Brennervorrichtung alternierend auszulegen. Wesentlich dabei ist jedoch, dass der Kalibiervorgang und damit das Messsignal 56 in einer auswertbaren Weise entsteht. Die Auswerdung gelingt am besten, wenn das Verbrennungsmaximum 20 eindeutig erkennbar ist. Es kann jedoch auch eine andere Kurve entstehen und genutzt werden, sofern sie zum Beispiel in Laborversuchen vorab entsprechend ermittelt und abrufbar abgelegt ist.
• Das Verfahren wird im Ausführungsbeispiel von einer das zeitliche Verändern der Leistung mittels einer die Brennervorrichtung 12 steuernden oder regelnden Software durchgeführt. Diese kann in einem zentralen Steuergerät 32 abgelegt sein. Die Software kann auch über eine Cloud oder kombiniert betrieben werden.
• Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das zeitliche Verändern der Leistung Teil eines das Kalibrieren steuernden oder regelnden Software-Moduls sein kann.

Claims (9)

1. Verfahren zum Kalibrieren einer Flammenüberwachungsvorrichtung (10) für eine bei einer vorbestimmbaren Leistung betreibbaren Brennervorrichtung, bei welchem der Brennervorrichtung (12) ein Brennstoff zum Erzeugen einer Flamme (14) zugeführt wird und bei welchem der Brennervorrichtung (12) ein Umgebungsluftstrom (16) zum Erzeugen eines Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs zugeführt wird, wobei in zumindest einem Kalibrierschritt (38, 40) ein Verbrennungsmaximum (20) der Flamme (14) überschritten wird, in dem zumindest in dem Kalibrierschritt (38, 40) über eine vorbestimmbare Kalibrierzeitdauer (84) und/oder einer Impulsdauer (44) ein fettes Brennstoff-Sauerstoff-Gemisch erzeugt wird, gekennzeichnet durch ein über eine vorbestimmbare Zeitdauer (82) begrenztes Verändern der Leistung während des Kalibrierens.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer größer ist als die Kalibrierzeitdauer (84) und/oder die Impulsdauer (44).
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdauer (82) zeitlich vor der Kalibrierzeitdauer (84) und/oder die Impulsdauer (44) beginnt und/oder nach der Kalibrierzeitdauer (84) und/oder der Impulsdauer (44) endet.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verändern die Leistung reduziert und/oder erhöht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verändern die Leistung so erfolgt, dass sowohl der zugeführte Brennstoff reduziert, wird als auch die zugeführte Umgebungsluft reduziert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem zumindest einen Kalibrierschritt (38) zum Erzeugen des fetten Brennstoff-Sauerstoff-Gemischs der Umgebungsluftstrom (16) reduziert wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitliche Verändern der Leistung mittels einer die Brennervorrichtung (12) steuernden oder regelnden Software erfolgt.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zeitliche Verändern der Leistung Teil eines das Kalibrieren steuernden oder regelnden Software-Moduls ist.
9. Brennervorrichtung (12) mit zumindest einer Flammenüberwachungsvorrichtung (10) mit zumindest einem Gebläse (26), welches dazu eingerichtet ist, einem Brenner (28) einen Umgebungsluftstrom (16) zuzuführen, mit zumindest einem Brennstoffzuführungsventil (30), welches dazu eingerichtet ist, eine Brennstoffmenge einzustellen, und mit zumindest einer Steuer- und/oder Regeleinheit (32), welche zumindest dazu eingerichtet ist, die Flammenüberwachungsvorrichtung (10) mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6 zu kalibrieren.