WO2004081451A1 - Method and device for checking the ignition function of a high-voltage ignition - Google Patents

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WO2004081451A1
WO2004081451A1 PCT/AT2004/000086 AT2004000086W WO2004081451A1 WO 2004081451 A1 WO2004081451 A1 WO 2004081451A1 AT 2004000086 W AT2004000086 W AT 2004000086W WO 2004081451 A1 WO2004081451 A1 WO 2004081451A1
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current consumption
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PCT/AT2004/000086
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Gerhard Poeschl
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Windhager Zentralheizung Ag
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23Q—IGNITION; EXTINGUISHING-DEVICES
    • F23Q3/00—Igniters using electrically-produced sparks
    • F23Q3/004—Using semiconductor elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00—Systems for controlling combustion
    • F23N5/24—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements
    • F23N5/242—Preventing development of abnormal or undesired conditions, i.e. safety arrangements using electronic means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/12—Burner simulation or checking
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2227/00—Ignition or checking
    • F23N2227/36—Spark ignition, e.g. by means of a high voltage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N2231/00—Fail safe
    • F23N2231/12—Fail safe for ignition failures

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for checking the ignition function of a high-voltage ignition of a heating burner for oil or gas firing, in which the ignition is switched on after a heat request to the oil or gas firing and the power and / or current consumption or output of the high-voltage ignition is measured during a pre-ignition time t v before starting the fuel supply.
  • the ignition of the firing is switched on. After the ignition is released, the combustion chamber is usually flushed with air and the ignition is switched on during or afterwards. After a predefined pre-ignition time t v , the fuel supply is released and a specific post-ignition time t n (usually about 15 seconds) is re-ignited. Then the evaluation is made as to whether the ignition process was successful, by measuring the ionization, by detection with a light-dependent sensor or with a flicker detector or the like
  • DE 80 16 813 describes a flame monitoring device for a boiler firing which has an ionization detector.
  • ions i.e. electrically charged particles
  • the electrical conductivity caused by this can be measured with an ionization detector, an ionization current being generated in the ionization detector, the strength of which depends, among other things, on the number of ions formed, which in turn is determined by the temperature of the flame, that is to say by the course of combustion in the flame and so on serves to monitor the combustion process.
  • DE 199 31 111 A1 discloses a device for monitoring flames with a flame detector which has a row of semiconductor photo sensors arranged next to one another (in rows and / or columns) and electrically connected to an evaluation circuit, as a result of which a greater space requirement is required Reliability and sensitivity compared to conventional flame detectors designed as photocells is provided.
  • the known safety devices there are disadvantages when there is no ignition. If there is no ignition spark after the ignition release and during the post-ignition time t n , then, for example, in the case of oil burners for a period of 15 seconds. the oil did not burn. This unburned injected oil causes the burner and the combustion chamber to become dirty. Pollutants, soot and burner faults can arise. Furthermore, when restarting, there is a risk that the previously introduced, unburned fuel can lead to an explosion due to excessive fuel concentration, which can damage the heating systems or the fireplace.
  • a gas ignition device has become known from US 4,934,925 A, which is to allow conclusions about the ignition temperature with the aid of an additional circuit.
  • a start circuit opens the gas valve only when a predetermined period of time has expired, within which the continuously monitored voltage and current values applied to the ignition device lie in predetermined ranges. This is to ensure that the glow starter has reached the required ignition temperature before the fuel is released.
  • the object of the invention is to improve a method and a device for checking the ignition function of a high-voltage ignition of heating burners for oil or gas furnaces in such a way that contamination by unburned fuels or the associated danger can be avoided, the release of the fuel supply to Heating burner should be done as quickly as possible.
  • This object is achieved according to the invention by a time-variable release of the fuel supply to the heating burner as a function of the point in time at which a predeterminable threshold value of the measured power and / or current consumption or output is reached or exceeded.
  • the process is therefore divided into the following steps: - switching on the ignition after a heat request to the oil or gas firing;
  • Time-variable release of the fuel supply to the heating burner as a function of the time at which a predefined threshold value is reached or exceeded, the measured power and / or current consumption or output.
  • the invention is based on the fact that the fuel supply to the heating burner is released immediately after the ignition spark is detected, that is to say when a predeterminable threshold value of the power and / or current consumption or output is reached or exceeded.
  • the present invention is thus characterized by a rapid, time-variable release of the fuel supply, since no predetermined pre-glow time or pre-ignition time has to be waited for.
  • a lack of ignition spark due to the reasons mentioned at the beginning can be recognized in good time before the fuel supply starts, so that a reaction can be made accordingly.
  • a device according to the invention for checking the ignition function has a device for measuring the power and / or current consumption or output of the high-voltage igniter, which is connected via a control element to a device for fuel release.
  • the pre-ignition time t v is automatically extended up to a predeterminable time period if the threshold value is not met.
  • the pre-ignition time is thus variable; This means that if the ignition spark occurs quickly, the fuel can be released after a short time. It is no longer necessary to ignite the entire pre-ignition time (eg 15 seconds). The boiler therefore starts up faster and the ignition transformer and the ignition electrodes are subjected to less stress. If the spark is delayed due to the reasons mentioned at the beginning, the pre-ignition time is automatically extended up to a predefinable time period.
  • a definable number of restarts can be carried out according to the invention. be carried out without fuel being injected into the combustion chamber beforehand.
  • the power consumption of the high-voltage ignition is measured with the aid of the voltage drop on the primary side via a shunt resistor and is preferably evaluated using an optocoupler or a threshold switch.
  • the power and / or current consumption or output of the high-voltage ignition can advantageously be achieved even during a post-ignition time t n of, for example, 10 to 20 seconds. measured and the fuel supply to the heating burner is stopped when a predefined threshold value is undershot. This prevents an uncontrolled release of fuel in the critical ignition phase, for example if the pilot flame is extinguished afterwards.
  • flame detection can be carried out in a known manner, for example by means of an ionization detector, flicker detector or optical detector.
  • a flame detection which is prescribed in many operating regulations, serves to avoid malfunctions that occur, for example, when the mixture composition is faulty or in the fuel feed line there are air bubbles or water components which extinguish an existing ignition spark.
  • the pre-ignition time t v until the ignition starts and / or the number of false starts can be stored and used to create an error log.
  • the device according to the invention has a memory module for recording and reading out the corresponding data.
  • the state of the ignition device (for example the ignition electrode) can be checked, optically or acoustically displayed and possibly stored during the pre-ignition time t 0 , for example with the aid of the signal of the power and / or current consumption or output.
  • the device according to the invention can also be used in glow igniters or hot air blowers.
  • the power or current consumption is also measured and evaluated. If there is no power / power consumption or the predefinable threshold values are not reached, the fuel supply is not released.
  • the invention can be used above all for liquid fuels (fan burners, pore burners, blue burners, evaporator burners) and for gaseous fuels.
  • Burners with liquid fuels prevent unburned fuels from entering the combustion chamber, even in small quantities, so that the combustion chamber does not accumulate any troublesome deposits caused by false starts and a cleaner combustion can continue after ignition.
  • the fuel / air mixture cannot accumulate in the combustion chamber even if it is started several times (if the ignition spark fails to appear), so that an undesired and possibly dangerous ignition shock can be avoided if the ignition spark is inserted later.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a gas or oil firing according to the invention
  • Fig. 2 is a block diagram of the gas or oil firing as well
  • Fig. 3 shows the voltage drop Ui, U 2 in the presence and absence of ignition spark depending on the time t.
  • the burner control unit 1 has a central computer 2 (for example a microprocessor) which switches through the switch S2 when there is a demand for heat. If an ignition spark is successfully generated at the ignition electrode 3, the current consumption of the ignition device 4 (for example ignition transformer) increases. If the value of the current consumption exceeds a parameterizable threshold, this is measured with the aid of the device 5 for measuring the current consumption and forwarded to the central computer 2 which, after a programmed time, forwards the information to control element 6, for example a release device. This then switches (switch S3) on the fuel supply via a device 7 for fuel release (eg solenoid valve).
  • a device 7 for fuel release eg solenoid valve
  • the central computer 2 can have a memory module 8 for recording and reading out data relating to the pre-ignition time t v until the ignition starts and / or the number of false starts.
  • the central computer 2 controls the blower 9 of the burner via the switch S1.
  • a line voltage N is applied, a line primary current flows over the shunt resistor 10 and over the high-voltage ignition transformer 4.
  • the magnitude of the voltage drop U x , U 2 over the shunt resistor 10 depends on the power consumption of the high-voltage ignition transformer 4. If an ignition spark is present, a high primary current I Pr im flows and the voltage drop U 2 is higher than in the absence or insufficient formation of the ignition spark. As shown in FIG.
  • this voltage drop can be evaluated in an optocoupler 11, via a threshold switch or directly.
  • the response behavior can be influenced by means of potentiometer 12.
  • the light-emitting diode in the optocoupler 11 is switched through when a corresponding voltage is present. This signal is evaluated according to FIG. 3:
  • the voltage drop U x across the shunt 10 will also assume small values.
  • the evaluated time ti of the response threshold 13 is therefore also short.
  • the response threshold 13 can be varied. Similarly, if there is an ignition spark, the current and the voltage drop U 2 across the shunt 10 are high and the measured time t 2 is correspondingly longer.
  • the fuel release can therefore already take place after the measurement of only one sine half-wave, i.e. within 20 milliseconds on a 50 Hz AC network.
  • a device 5 which reliably prevents the introduction of the gaseous or liquid fuel before the presence of an ignition spark.
  • the ignition spark is detected before the fuel supply.
  • the ignition spark can be detected on the primary side, for example by measuring the current consumption, or on the secondary side, for example by measuring the current output of the ignition device 4.
  • the ignition spark can also be detected by measuring the power consumption or power output of the ignition device 4.
  • the device can be set to different ignition transformer types and manufacturers by specifying appropriate threshold values.
  • a module 8 With the help of a module 8, data (time until the ignition spark occurs, number of false starts, state of the ignition device, etc.) can be recorded, stored and evaluated. - The pre-ignition time can be designed variably (only a short ignition time if the spark occurs quickly)
  • the condition of the ignition electrode 3 can be checked electronically (electrode gap too short, electrode short circuit, etc.).

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Abstract

The invention relates to a method for checking the ignition function of a high-voltage ignition of a heating burner for oil-fired furnaces or gas-fired furnaces, wherein the ignition is switched on once heat has been requested from the oil-fired or gas-fired furnace. The power and/or current consumption or output of the high-voltage ignition are measured during the pre-ignition time tv before the beginning of the fuel supply. In order to avoid a premature release of fuel, the fuel supply is released to the heating burner in a temporally variable manner, according to the moment when a pre-determinable threshold value of the measured power and/or current consumption or output is reached or exceeded.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Zündfunktion einer HochspannungszundungMethod and device for checking the ignition function of a high-voltage ignition
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überprüfung der Zündfunktion einer Hochspannungszundung eines Heizungsbrenners für Öl- oder Gasfeuerungen, bei welchen die Zündung nach einer Wärmeanforderung an die Öl- oder Gasfeuerung eingeschaltet und die Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe der Hochspannungszundung während einer Vorzündzeit tv vor Beginn der Brennstoffzufuhr gemessen wird.The invention relates to a method and a device for checking the ignition function of a high-voltage ignition of a heating burner for oil or gas firing, in which the ignition is switched on after a heat request to the oil or gas firing and the power and / or current consumption or output of the high-voltage ignition is measured during a pre-ignition time t v before starting the fuel supply.
Nach einer Wärmeanforderung an eine Öl- oder Gasfeuerung, beispielsweise durch die thermostatische Regelung einer Heizungsanlage oder durch die Entnahme von Warmwasser eines Durchlauferhitzers, wird die Zündung der Feuerung eingeschaltet. Üblicherweise wird nach der Zündfreigabe der Brennraum mit Luft gespült und währenddessen bzw. anschließend die Zündung eingeschaltet. Nach einer fest vorgegeben Vorzündzeit tv wird die Brennstoffzufuhr freigegeben und eine bestimmte Nachzündzeit tn (üblicherweise ca. 15 sek.) nachgezündet. Anschließend erfolgt die Bewertung, ob der Zündvorgang erfolgreich war, durch Messung der Ionisation, durch Detektierung mit einem lichtabhängigen Sensor oder mit einem Flackerdetektor o.a.After a heat request for oil or gas firing, for example due to the thermostatic control of a heating system or the withdrawal of hot water from a water heater, the ignition of the firing is switched on. After the ignition is released, the combustion chamber is usually flushed with air and the ignition is switched on during or afterwards. After a predefined pre-ignition time t v , the fuel supply is released and a specific post-ignition time t n (usually about 15 seconds) is re-ignited. Then the evaluation is made as to whether the ignition process was successful, by measuring the ionization, by detection with a light-dependent sensor or with a flicker detector or the like
So ist beispielsweise aus der DE 80 16 813 ein Flammenüberwachungsgerät für eine Kesselfeuerung beschrieben, welches einen lonisationsdetektor aufweist. Bei der Verbrennung von Gasen und anderen Brennstoffen werden Ionen, das heißt elektrisch geladene Teilchen, gebildet. Die dadurch verursachte elektrische Leitfähigkeit kann mit einem Ionisationsdetektor gemessen werden, wobei im Ionisationsdetektor ein Ionisationsstrom entsteht, dessen Stärke unter anderem von der Zahl der gebildeten Ionen abhängt, die wiederum durch die Temperatur der Flamme, das heißt vom Verbrennungsverlauf in der Flamme bestimmt ist und so zur Überwachung des Verbrennungsvorganges dient.For example, DE 80 16 813 describes a flame monitoring device for a boiler firing which has an ionization detector. When gases and other fuels are burned, ions, i.e. electrically charged particles, are formed. The electrical conductivity caused by this can be measured with an ionization detector, an ionization current being generated in the ionization detector, the strength of which depends, among other things, on the number of ions formed, which in turn is determined by the temperature of the flame, that is to say by the course of combustion in the flame and so on serves to monitor the combustion process.
Weiters ist aus der DE 199 31 111 AI eine Vorrichtung zum Überwachen von Flammen mit einem Flammendetektor bekannt, welcher eine Reihe nebeneinander (zeilen- und/oder spaltenförmig) angeordnete und mit einer Auswerteschaltung elektrisch verbundene Halbleiter-Photosensoren aufweist, wodurch bei geringem Raumbedarf eine höhere Zuverlässigkeit und Empfindlichkeit gegenüber üblichen als Photozellen ausgebildeten Flammendetektoren geboten wird. Bei den bekannten Sicherheitseinrichtungen treten allerdings dann Nachteile auf, wenn keine Zündung erfolgt. Ist nämlich nach der Zündfreigabe und während der Nachzündzeit tn kein Zündfunke vorhanden, so wird z.B. bei Ölbrennem für die Dauer der Nachzündzeit von 15 sek. das Öl nicht verbrannt. Durch dieses unverbrannt eingespritzte Öl kommt es zu Verschmutzungen des Brenners und des Brennraumes. Es können vermehrt Schadstoffe, Ruß und Brennerstörungen entstehen. Weiters besteht bei einem Wiederstart die Gefahr, dass es durch den zuvor eingebrachten, unverbrannten Brennstoff infolge überhöhter Brennstoffkonzentration zur Explosion kommen kann, die zur Schädigung der Heizanlagen bzw. des Kamins führen kann.Furthermore, DE 199 31 111 A1 discloses a device for monitoring flames with a flame detector which has a row of semiconductor photo sensors arranged next to one another (in rows and / or columns) and electrically connected to an evaluation circuit, as a result of which a greater space requirement is required Reliability and sensitivity compared to conventional flame detectors designed as photocells is provided. In the known safety devices, however, there are disadvantages when there is no ignition. If there is no ignition spark after the ignition release and during the post-ignition time t n , then, for example, in the case of oil burners for a period of 15 seconds. the oil did not burn. This unburned injected oil causes the burner and the combustion chamber to become dirty. Pollutants, soot and burner faults can arise. Furthermore, when restarting, there is a risk that the previously introduced, unburned fuel can lead to an explosion due to excessive fuel concentration, which can damage the heating systems or the fireplace.
Bei einer elektrischen Hochspannungszundung kann es durch ungünstige Temperaturverhältnisse im Brennraum, bzw. der Zündelektroden, schwankende Druckverhältnisse und schlechte atmosphärische Umgebungen im Brennraum, durch Corona-Effekte, durch mangelhafte Ionisierung des Zündfunkenkanals, durch Zündelektrodenbeläge oder Ähnliches zum verspäteten Auftreten bzw. zum völligen Ausbleiben des Zündfunkens kommen.In the case of electrical high-voltage ignition, unfavorable temperature conditions in the combustion chamber or the ignition electrodes, fluctuating pressure conditions and poor atmospheric environments in the combustion chamber, corona effects, poor ionization of the ignition spark channel, ignition electrode coatings or the like can lead to the delayed occurrence or complete absence of the Spark come.
Bei mehrmaligen Fehlstarts muss der Brenner dann, aufgrund gesetzlicher Vorschriften, in Störverriegelung gehen. Dies führt zu einem Ausfall des Brenners.In the event of repeated false starts, the burner must lock due to legal regulations. This leads to a burner failure.
Schließlich ist aus der US 4,934,925 A eine Gas-Zündeinrichtung bekannt geworden, welche mit Hilfe einer Zusatzschaltung Rückschlüsse auf die Zündtemperatur zulassen soll. Eine Startschaltung öffnet das Gasventil nur dann, wenn eine vorgegebene Zeitspanne abgelaufen ist, innerhalb welcher die an der Zündeinrichtung anliegenden, kontinuierlich überwachten Spannungs- und Stromwerte in vorgegebenen Bereichen liegen. Dadurch soll sichergestellt werden, dass der Glühzünder die erforderliche Zündtemperatur erreicht hat, bevor der Brennstoff freigegeben wird.Finally, a gas ignition device has become known from US 4,934,925 A, which is to allow conclusions about the ignition temperature with the aid of an additional circuit. A start circuit opens the gas valve only when a predetermined period of time has expired, within which the continuously monitored voltage and current values applied to the ignition device lie in predetermined ranges. This is to ensure that the glow starter has reached the required ignition temperature before the fuel is released.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung zur Überprüfung der Zündfunktion einer Hochspannungszundung von Heizungsbrennern für Öl- oder Gasfeuerungen derart zu verbessern, dass eine Verunreinigung durch unverbrannte Brennstoffe bzw. die damit verbundene Gefahr vermieden werden kann, wobei die Freigabe der Brennstoffzufuhr zum Heizungsbrenner möglichst rasch erfolgen soll.The object of the invention is to improve a method and a device for checking the ignition function of a high-voltage ignition of heating burners for oil or gas furnaces in such a way that contamination by unburned fuels or the associated danger can be avoided, the release of the fuel supply to Heating burner should be done as quickly as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine zeitlich variable Freigabe der Brennstoffzufuhr zum Heizungsbrenner in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Errei- chens bzw. Überschreitens eines vorgebbaren Schwellwertes der gemessenen Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe gelöst.This object is achieved according to the invention by a time-variable release of the fuel supply to the heating burner as a function of the point in time at which a predeterminable threshold value of the measured power and / or current consumption or output is reached or exceeded.
Das Verfahren gliedert sich somit in folgende Schritte: - Einschalten der Zündung nach einer Wärmeanforderung an die Öl- oder Gasfeuerung;The process is therefore divided into the following steps: - switching on the ignition after a heat request to the oil or gas firing;
- Messung der Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe der Hochspannungszundung während einer Vorzündzeit tv vor Beginn der Brennstoffzufuhr;- Measurement of the power and / or current consumption or output of the high-voltage ignition during a pre-ignition time t v before the start of the fuel supply;
- zeitlich variable Freigabe der Brennstoffzufuhr zum Heizungsbrenner in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Erreichens bzw. Überschreitens eines vorgebbaren Schwellwertes, der gemessenen Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe.- Time-variable release of the fuel supply to the heating burner as a function of the time at which a predefined threshold value is reached or exceeded, the measured power and / or current consumption or output.
Die Erfindung beruht darauf, dass sofort nach der Detektierung des Zündfunkens, das heißt beim Erreichen bzw. Überschreiten eines vorgebbaren Schwellwertes der Leistungs- und/oder Stromaufnahme- bzw. -abgäbe, eine Freigabe der Brennstoffzufuhr zum Heizungsbrenner erfolgt. Die vorliegende Erfindung zeichnet sich somit durch eine rasche, zeitlich variable Freigabe der Brennstoffzufuhr aus, da keine vorbestimmte Vorglühzeit bzw. Vorzündzeit abgewartet werden muss. Ein Ausbleiben des Zündfunkens bedingt durch die eingangs genannten Gründe kann rechtzeitig vor Beginn der Brennstoffzufuhr erkannt werden, sodass darauf entsprechend reagiert werden kann. Durch die Messung der Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe (bzw. Stromaufnahme oder Stromabgabe) des Zündtrafos (Hochspannungszündtrafo oder Ähnliches) wird erkannt, ob auf der Sekundärseite des Zündtrafos ein Zündfunke vorhanden ist.The invention is based on the fact that the fuel supply to the heating burner is released immediately after the ignition spark is detected, that is to say when a predeterminable threshold value of the power and / or current consumption or output is reached or exceeded. The present invention is thus characterized by a rapid, time-variable release of the fuel supply, since no predetermined pre-glow time or pre-ignition time has to be waited for. A lack of ignition spark due to the reasons mentioned at the beginning can be recognized in good time before the fuel supply starts, so that a reaction can be made accordingly. By measuring the power consumption or power output (or current consumption or current output) of the ignition transformer (high-voltage ignition transformer or the like), it is recognized whether an ignition spark is present on the secondary side of the ignition transformer.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überprüfung der Zündfunktion weist eine Einrichtung zur Messung der Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe des Hochspannungszünders auf, welche über ein Steuerelement mit einer Einrichtung zur Brennstofffreigabe verbunden ist.A device according to the invention for checking the ignition function has a device for measuring the power and / or current consumption or output of the high-voltage igniter, which is connected via a control element to a device for fuel release.
Erfindungsgemäß wird die Vorzündzeit tv bei einem Verfehlen des Schwellwertes bis zu einer vorgebbaren Zeitspanne automatisch verlängert. Die Vorzündzeit wird somit variabel gestaltet; das heißt: bei schnellem Auftreten des Zündfunkens kann bereits nach kurzer Zeit die Brennstofffreigabe erfolgen. Es braucht nicht mehr wie üblich die gesamte Vorzündzeit (z.B. 15 sek.) gezündet werden. Der Kessel geht daher schneller in Betrieb und der Zündtrafo und die Zündelektroden werden weniger stark belastet. Sollte der Zündfunke durch die eingangs genannten Gründe verspätet aufgebaut werden wird die Vorzündzeit selbsttätig bis zu einer vorgebbaren Zeitspanne verlängert.According to the invention, the pre-ignition time t v is automatically extended up to a predeterminable time period if the threshold value is not met. The pre-ignition time is thus variable; This means that if the ignition spark occurs quickly, the fuel can be released after a short time. It is no longer necessary to ignite the entire pre-ignition time (eg 15 seconds). The boiler therefore starts up faster and the ignition transformer and the ignition electrodes are subjected to less stress. If the spark is delayed due to the reasons mentioned at the beginning, the pre-ignition time is automatically extended up to a predefinable time period.
Im Falle eines kompletten Ausbleiben der Zündfunktion nach einer vorgebbaren Zeitspanne kann erfindungsgemäß eine festlegbare Anzahl von Neustarts durch- geführt werden, ohne dass zuvor Brennstoff in der Brennraum eingespritzt wurde.If the ignition function fails completely after a predefinable period of time, a definable number of restarts can be carried out according to the invention. be carried out without fuel being injected into the combustion chamber beforehand.
In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Leistungsaufnahme der Hochspannungszundung mit Hilfe des primärseitigen Spannungsabfalls über einen Shuntwiderstand gemessen und vorzugsweise über einen Optokoppler oder einen Schwellwertschalter ausgewertet.In a preferred variant of the method according to the invention, the power consumption of the high-voltage ignition is measured with the aid of the voltage drop on the primary side via a shunt resistor and is preferably evaluated using an optocoupler or a threshold switch.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann in vorteilhafter Weise die Leistungsund/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe der Hochspannungszundung auch während einer Nachzündzeit tn von beispielsweise 10 bis 20 sek. gemessen und bei Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellwertes die Brennstoffzufuhr zum Heizungsbrenner gestoppt werden. Dadurch wird eine unkontrollierte Freisetzung von Brennstoff in der kritischen Zündphase, beispielsweise bei einem nachträglichen Verlöschen der Zündflamme, verhindert.With the method according to the invention, the power and / or current consumption or output of the high-voltage ignition can advantageously be achieved even during a post-ignition time t n of, for example, 10 to 20 seconds. measured and the fuel supply to the heating burner is stopped when a predefined threshold value is undershot. This prevents an uncontrolled release of fuel in the critical ignition phase, for example if the pilot flame is extinguished afterwards.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann nach der Freigabe der Brennstoffzufuhr in bekannter Weise eine Flammendetektion, beispielsweise mittels Ionisationsdetektor, Flackerdetektor oder optischem Detektor, durchgeführt werden. Eine derartige Flammendetektion, welche in vielen Betriebsbestimmungen vorgeschrieben ist, dient dazu, Fehlfunktionen zu vermeiden, die beispielsweise dann auftreten, wenn die Gemischzusammensetzung fehlerhaft ist oder in der Brennstoffzuleitung Luftblasen oder Wasseranteile vorhanden sind, welche einen bereits bestehenden Zündfunken zum Verlöschen bringen.According to a development of the invention, after the fuel supply has been released, flame detection can be carried out in a known manner, for example by means of an ionization detector, flicker detector or optical detector. Such a flame detection, which is prescribed in many operating regulations, serves to avoid malfunctions that occur, for example, when the mixture composition is faulty or in the fuel feed line there are air bubbles or water components which extinguish an existing ignition spark.
Erfindungsgemäß kann die Vorzündzeit tv bis zum Einsetzen der Zündung und/oder die Anzahl von Fehlstarts gespeichert und zur Erstellung eines Fehlerprotokolls verwendet werden. Dazu weist die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Speichermodul zur Aufnahme und zum Auslesen der entsprechenden Daten auf.According to the invention, the pre-ignition time t v until the ignition starts and / or the number of false starts can be stored and used to create an error log. For this purpose, the device according to the invention has a memory module for recording and reading out the corresponding data.
Weiters kann während der Vorzündzeit t0, beispielsweise mit Hilfe des Signals der Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe, der Zustand der Zündeinrichtung (z.B. die Zündelektrode) überprüft, optisch oder akustisch angezeigt und ggf. gespeichert werden.Furthermore, the state of the ignition device (for example the ignition electrode) can be checked, optically or acoustically displayed and possibly stored during the pre-ignition time t 0 , for example with the aid of the signal of the power and / or current consumption or output.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch bei Glühzündern oder Heißluftgebläsen eingesetzt werden. Es wird ebenfalls die Leistungs- bzw. Stromaufnahme gemessen und bewertet. Ist keine Strom-/L.eistungsaufnahme vorhanden bzw. werden die vorgebbaren Schwellwerte nicht erreicht, erfolgt keine Freigabe der Brennstoffzufuhr. Die Erfindung ist vor allem für flüssige Brennstoffe (Gebläsebrenner, Porenbrenner, Blaubrenner, Verdampferbrenner) und für gasförmige Brennstoffe einsetzbar.The device according to the invention can also be used in glow igniters or hot air blowers. The power or current consumption is also measured and evaluated. If there is no power / power consumption or the predefinable threshold values are not reached, the fuel supply is not released. The invention can be used above all for liquid fuels (fan burners, pore burners, blue burners, evaporator burners) and for gaseous fuels.
Bei Brennern mit flüssigen Brennstoffen wird verhindert, dass unverbrannte Brennstoffe, auch in kleinen Mengen, in den Brennraum gelangen, womit der Brennraum keine durch Fehlstarts hervorgerufene, störende Ablagerungen ansetzen und nach erfolgter Zündung eine sauberere Verbrennung fortsetzen kann.Burners with liquid fuels prevent unburned fuels from entering the combustion chamber, even in small quantities, so that the combustion chamber does not accumulate any troublesome deposits caused by false starts and a cleaner combustion can continue after ignition.
Bei Brennern mit gasförmigen Brennstoffen kann auch bei mehrmaligem Starten (im Falle des Ausbleibens des Zündfunkens) keine Anreicherung des Brennstoff/Luftgemisches im Brennraum erfolgen, sodass bei späterem Einsetzen des Zündfunkens ein ungewollter und möglicherweise gefährlicher Zündschlag vermieden werden kann.In the case of burners with gaseous fuels, the fuel / air mixture cannot accumulate in the combustion chamber even if it is started several times (if the ignition spark fails to appear), so that an undesired and possibly dangerous ignition shock can be avoided if the ignition spark is inserted later.
Bei Brennern mit festen Brennstoffen kann verhindert werden, dass vor Erreichen der Zündtemperatur die automatische Brennstoffförderung (z.B. für Pellets oder Hackschnitzel) in Betrieb gesetzt wird.With burners with solid fuels, it can be prevented that the automatic fuel delivery (e.g. for pellets or wood chips) is started before the ignition temperature is reached.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsvariante näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment variant. Show it
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Gas- bzw. Öl- feuerung,1 is a schematic representation of a gas or oil firing according to the invention,
Fig. 2 ein Prinzipschaltbild der Gas- bzw. Ölfeuerung sowieFig. 2 is a block diagram of the gas or oil firing as well
Fig. 3 den Spannungsabfall Ui, U2 bei vorhandenem und ausbleibendem Zündfunken in Abhängigkeit der Zeit t.Fig. 3 shows the voltage drop Ui, U 2 in the presence and absence of ignition spark depending on the time t.
Der Feuerungsautomat 1 gemäß Fig. 1 weist einen Zentralrechner 2 (z.B. Mikroprozessor) auf, welcher bei einer Wärmeanforderung den Schalter S2 durchschaltet. Wird an der Zündelektrode 3 erfolgreich ein Zündfunken erzeugt, so steigt die Stromaufnahme der Zündeinrichtung 4 (z.B. Zündtrafo) an. Übersteigt der Wert der Stromaufnahme eine parametrierbare Schwelle, so wird dies mit Hilfe der Einrichtung 5 zur Messung der Stromaufnahme gemessen und an den Zentralrechner 2 weitergeleitet, der nach einer programmierten Zeit die Information an Steuerelement 6, z.B. eine Freigabeeinrichtung weiterleitet. Diese schaltet (Schalter S3) in der Folge über eine Einrichtung 7 zur Brennstofffreigabe (z.B. Magnetventil) die Brennstoffzufuhr ein. Der Zentralrechner 2 kann ein Speichermodul 8 zur Aufnahme und zum Auslesen von Daten betreffend die Vorzündzeit tv bis zum Einsetzen der Zündung und/oder die Anzahl von Fehlstarts aufweisen. Über den Schalter Sl steuert der Zentralrechner 2 das Gebläse 9 des Brenners. Wie in Fig. 2 dargestellt, fließt nach dem Anlegen einer Netzspannung N ein Netzprimärstrom über dem Shuntwiderstand 10 sowie über den Hochspannungs- Zündtrafo 4. Die Größe des Spannungsabfalls Ux, U2 über dem Shuntwiderstand 10 ist abhängig von der Leistungsaufnahme des Hochspannungs-Zündtrafos 4. Ist ein Zündfunken vorhanden, so fließt ein hoher Primärstrom IPrim und der Spannungsabfall U2 ist höher als beim Ausbleiben oder einer ungenügenden Ausbildung des Zündfunkens. Dieser Spannungsabfall kann- wie in Fig. 2 dargestellt - in einen Optokoppler 11, über einen Schwellwertschalter oder direkt ausgewertet werden. Das Ansprechverhalten kann mittels Potentiometer 12 beeinflusst werden. Bei der vorliegenden Schaltung wird die Leuchtdiode im Optokoppler 11 bei Vorhandensein einer entsprechenden Spannung durchschalten. Diese Signal wird gemäß Fig. 3 ausgewertet:The burner control unit 1 according to FIG. 1 has a central computer 2 (for example a microprocessor) which switches through the switch S2 when there is a demand for heat. If an ignition spark is successfully generated at the ignition electrode 3, the current consumption of the ignition device 4 (for example ignition transformer) increases. If the value of the current consumption exceeds a parameterizable threshold, this is measured with the aid of the device 5 for measuring the current consumption and forwarded to the central computer 2 which, after a programmed time, forwards the information to control element 6, for example a release device. This then switches (switch S3) on the fuel supply via a device 7 for fuel release (eg solenoid valve). The central computer 2 can have a memory module 8 for recording and reading out data relating to the pre-ignition time t v until the ignition starts and / or the number of false starts. The central computer 2 controls the blower 9 of the burner via the switch S1. As shown in FIG. 2, after a line voltage N is applied, a line primary current flows over the shunt resistor 10 and over the high-voltage ignition transformer 4. The magnitude of the voltage drop U x , U 2 over the shunt resistor 10 depends on the power consumption of the high-voltage ignition transformer 4. If an ignition spark is present, a high primary current I Pr im flows and the voltage drop U 2 is higher than in the absence or insufficient formation of the ignition spark. As shown in FIG. 2, this voltage drop can be evaluated in an optocoupler 11, via a threshold switch or directly. The response behavior can be influenced by means of potentiometer 12. In the present circuit, the light-emitting diode in the optocoupler 11 is switched through when a corresponding voltage is present. This signal is evaluated according to FIG. 3:
Ist kein Zündfunke vorhanden, so wird auch der Spannungsabfall Ux über dem Shunt 10 geringe Werte annehmen. Die ausgewertete Zeit ti der Ansprechschwelle 13 ist daher auch kurz. Die Ansprechschwelle 13 kann variiert werden. Analog dazu ist bei einem vorhandenen Zündfunken der Strom und der hervorgerufene Spannungsabfall U2 über dem Shunt 10 hoch und die gemessene Zeit t2 entsprechend länger.If there is no ignition spark, the voltage drop U x across the shunt 10 will also assume small values. The evaluated time ti of the response threshold 13 is therefore also short. The response threshold 13 can be varied. Similarly, if there is an ignition spark, the current and the voltage drop U 2 across the shunt 10 are high and the measured time t 2 is correspondingly longer.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann somit die Brennstofffreigabe bereits nach der Messung nur einer Sinushalbwelle, d.h. innerhalb 20 Millisekunden bei einem 50 Hz Wechselstromnetz, erfolgen.In the method according to the invention, the fuel release can therefore already take place after the measurement of only one sine half-wave, i.e. within 20 milliseconds on a 50 Hz AC network.
Die Erfindung zeichnet sich vor allem durch folgende Vorteile aus:The invention is characterized above all by the following advantages:
- Es ist eine Einrichtung 5 vorgesehen, die das Einbringen des gasförmigen oder flüssigen Brennstoffes vor dem Vorhandensein eines Zündfunkens zuverlässig verhindert.A device 5 is provided which reliably prevents the introduction of the gaseous or liquid fuel before the presence of an ignition spark.
- Die Detektierung des Zündfunkens erfolgt vor der Brennstoffzufuhr.- The ignition spark is detected before the fuel supply.
- Die Detektierung des Zündfunkens kann auf der Primärseite, beispielsweise durch Messen der Stromaufnahme, oder auf der Sekundärseite, beispielsweise durch Messen der Stromabgabe der Zündeinrichtung 4 erfolgen.The ignition spark can be detected on the primary side, for example by measuring the current consumption, or on the secondary side, for example by measuring the current output of the ignition device 4.
- Die Detektierung des Zündfunkens kann auch durch Messung der Leistungsaufnahme oder Leistungsabgabe der Zündeinrichtung 4 erfolgen.- The ignition spark can also be detected by measuring the power consumption or power output of the ignition device 4.
- Die Vorrichtung kann auf unterschiedliche Zündtrafotypen und Hersteller durch Vorgabe entsprechender Schwellwerte eingestellt werden.- The device can be set to different ignition transformer types and manufacturers by specifying appropriate threshold values.
- Mit Hilfe eines Moduls 8 können Daten (Zeit bis zum Auftreten des Zündfunkens, Anzahl der Fehlstarts, Zustand der Zündeinrichtung, usw.) aufgenommen, gespeichert und ausgewertet werden. - Die Vorzündzeit kann variabel gestaltet werden (bei schnellem Auftreten des Funkens nur kurze Zündzeit)- With the help of a module 8, data (time until the ignition spark occurs, number of false starts, state of the ignition device, etc.) can be recorded, stored and evaluated. - The pre-ignition time can be designed variably (only a short ignition time if the spark occurs quickly)
- Der Zustand der Zündelektrode 3 kann elektronisch überprüft werden (Elektrodenabstand zu gering, Elektrodenkurzschluss, etc.). - The condition of the ignition electrode 3 can be checked electronically (electrode gap too short, electrode short circuit, etc.).

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Überprüfung der Zündfunktion einer Hochspannungszundung eines Heizungsbrenners für Öl- oder Gasfeuerungen, bei welchen die Zündung nach einer Wärmeanforderung an die Öl- oder Gasfeuerung eingeschaltet und die Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe der Hochspannungszundung während einer Vorzündzeit tv vor Beginn der Brennstoffzufuhr gemessen wird, gekennzeichnet durch eine zeitlich variable Freigabe der Brennstoffzufuhr zum Heizungsbrenner in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des Erreichens bzw. Überschreitens eines vorgebbaren Schwellwertes der gemessenen Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. - abgäbe.1. A method for checking the ignition function of a high-voltage ignition of a heating burner for oil or gas firing, in which the ignition is switched on after a heat request to the oil or gas firing and the power and / or current consumption or output of the high-voltage ignition during a pre-ignition time t v is measured before the start of the fuel supply, characterized by a time-variable release of the fuel supply to the heating burner as a function of the point in time of reaching or exceeding a predefinable threshold value of the measured power and / or current consumption or output.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzündzeit tv bei einem Verfehlen des Schwellwertes bis zu einer vorgebbaren Zeitspanne automatisch verlängert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the pre-ignition time t v is automatically extended up to a predeterminable time period if the threshold value is missed.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle eines Ausbleibens der Zündfunktion nach der vorgebbaren Zeitspanne eine festlegbare Anzahl von Neustarts durchgeführt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that in the event of a failure of the ignition function after the predetermined period of time, a definable number of restarts is carried out.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme der Hochspannungszundung mit Hilfe des primärseitigen Spannungsabfalls über einen Shuntwiderstand gemessen und vorzugsweise über einen Optokoppler oder einen Schwellwertschalter ausgewertet wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the power consumption of the high-voltage ignition is measured with the aid of the primary-side voltage drop over a shunt resistor and is preferably evaluated via an optocoupler or a threshold switch.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe der Hochspannungszundung während einer Nachzündzeit tn von beispielsweise 10 bis 20 sek. gemessen und bei Unterschreitung eines vorgebbaren Schwellwertes die Brennstoffzufuhr zum Heizungsbrenner gestoppt wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the power and / or current consumption or output of the high-voltage ignition during a post-ignition time t n of, for example, 10 to 20 seconds. measured and the fuel supply to the heating burner is stopped when a predefined threshold value is undershot.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Freigabe der Brennstoffzufuhr in bekannter Weise eine Flammendetektion, beispielsweise mittels Ionisationsdetektor, Flackerdetektor oder optischem Detektor, durchgeführt wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that after the fuel supply has been released, flame detection is carried out in a known manner, for example by means of an ionization detector, flicker detector or optical detector.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorzündzeit tv bis zum Einsetzen der Zündung und/oder die Anzahl von Fehlstarts gespeichert wird. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the pre-ignition time t v until the ignition is started and / or the number of false starts is stored.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass während der Vorzündzeit t0, beispielsweise mit Hilfe des Signals der Leistungs- und/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe, der Zustand der Hochspannungszundung überprüft, optisch oder akustisch angezeigt und ggf. gespeichert wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that during the pre-ignition time t 0 , for example with the aid of the signal of the power and / or current consumption or output, the state of the high-voltage ignition is checked, indicated optically or acoustically and, if necessary is saved.
9. Vorrichtung zur Überprüfung der Zündfunktion einer Hochspannungszundung (4) eines Heizungsbrenners für Öl- oder Gasfeuerungen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung (5) zur Messung der Leistungsund/oder Stromaufnahme bzw. -abgäbe des Hochspannungszünders (4) vorgesehen ist, welche über ein Steuerelement (6) mit einer Einrichtung (7) zur Brennstofffreigabe verbunden ist.9. Device for checking the ignition function of a high-voltage ignition (4) of a heating burner for oil or gas firing, characterized in that a device (5) for measuring the power and / or current consumption or output of the high-voltage igniter (4) is provided, which via a control element (6) is connected to a device (7) for fuel release.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speichermodul (8) zur Aufnahme und zum Auslesen von Daten betreffend die Vorzündzeit tv bis zum Einsetzen der Zündung und/oder die Anzahl von Fehlstarts vorgesehen ist. 10. The device according to claim 9, characterized in that a memory module (8) is provided for receiving and reading out data relating to the pre-ignition time t v until the ignition starts and / or the number of false starts.
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