DE19932546A1 - Gasbrenner - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- 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
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner mit mindestens einer in einer Flammenzone innerhalb eines Brennergehäuses (2) angeordneten Sonde (4) zum Erfassen des Verbrennungszustandes eines Gas-Luft-Gemisches durch Auswertung eines Sondenpotentials. Die Qualität der Verbrennung wird mit relativ geringem Aufwand dadurch zuverlässig erfasst, dass die Sonde (4) aus elektrisch leitendem Material ausgebildet ist, das in Abhängigkeit von einem Aufprall von Ionen oder Elektronen aus dem Plasma der Flamme ohne Anlegen einer äußeren Spannung von selbst ein Potential annimmt (Fig.).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner mit mindestens einer in einer
Flammenzone innerhalb eines Brennergehäuses angeordneten Sonde zum Erfas
sen des Verbrennungszustandes eines Gas-Luft-Gemisches durch Auswertung
eines Sondenpotentials.
Ein Gasbrenner dieser Art ist in der DE 195 02 901 C1 angegeben. Bei diesem
bekannten Gasbrenner ist eine Regeleinrichtung mit einer Ionisationselektrode als
Sonde für den Verbrennungszustand eines Gas-Luft-Gemisches vorgesehen. Zur
Verbesserung der Erfassung des jeweiligen Verbrennungszustandes weist die
Regelschaltung eine Auswertestufe auf, die die Schwankungen des Ionisations
stromes auswertet, welche in Folge der in Abhängigkeit von dem Gas-Luftver
hältnis (Lambda-Wert) schwankenden Flammenstabilität stehen. Zum Betreiben
der Sonde ist über ein kapazitives Koppelglied eine Wechselspannung aufge
schaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der eingangs ge
nannten Art bereit zu stellen, bei dem der Verbrennungszustand mit weniger
Aufwand zuverlässig erfaßt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist
vorgesehen, dass die Sonde aus elektrisch leitendem Material ausgebildet ist,
das in Abhängigkeit von einem Aufprall von Ionen oder Elektronen aus dem
Plasma der Flamme ohne Anlegen einer äußeren Spannung von selbst ein Poten
tial annimmt.
In Untersuchungen der Erfinder hat sich gezeigt, dass der Verbrennungszustand
mit einer derartigen, in andersartigen technischen Anwendungen an sich z. B. als
Langmuir-Sonde bekannten Sonde, der Verbrennungszustand des Gas-Luft-Ge
misches zuverlässig erfaßt werden kann. Beispielsweise wurden Versuchsmes
sungen in einem Brennwertgerät mit einstellbarem Verhältnis des Gas-Luft-
Gemisches vorgenommen. Als Flammensonde wurde eine stabförmige Sonde
entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 verwendet. Die
gegenüber dem Brennergehäuse isolierte Sonde wurde so montiert, dass sie in
die Flamme ragte. Das Potential der Sonde wurde gegen die Brennermasse elek
trometrisch als Meßspannung erfaßt. Gleichzeitig wurde die Sauerstoffkonzen
tration im Abgas mit einer Sauerstoffsonde gemessen. Dabei hat sich gezeigt,
dass sich die Sondenspannung eindeutig und reproduzierbar in Abhängigkeit von
der Sauerstoffkonzentration ändert, so dass das abgegriffene Sondenpotential
als Meßspannung auf einfache Weise ohne das Erfordernis einer zusätzlichen
Spannung zur Bestimmung des Verbrennungszustandes des Gas-Luft-Gemisches
ausgenutzt werden kann. Damit ergibt sich auch ein kostengünstiger und
wartungsfreundlicher Aufbau.
Das Sondenpotential und die damit verbundene Meßspannung wird dadurch
sicher festgestellt, dass zum Erfassen des Sondenpotentials ein Spannungs
messer in Form eines Elektrometers vorgesehen ist.
Zum Einregeln eines optimalen Lambda-Wertes ist vorteilhaft vorgesehen, dass
die mittels des Spannungsmessers abgegriffene Meßspannung als Eingangs
größe einer Regeleinrichtung zum Regeln eines zugeführten Gas-Luft-Gemisches
dient. Die Regelung erfolgt dabei insbesondere durch eine elektrische Gas-Luft-
Verbundregelung.
Für punktuelle Messungen in der Flammenzone des Brenners ist es günstig, dass
die Sonde stabförmig ausgebildet ist.
Ist vorgesehen, dass mehrere Sonden voneinander isoliert rasterförmig in der
Flammenzone angeordnet sind, so können Bereiche mit schlechter Verbrennung
erkannt werden. Dadurch kann auch der Verschmutzungsgrad des Brenners be
urteilt werden.
Die Maßnahme, dass die Sonde gitterförmig ausgebildet ist, gewährleistet eine
vom Einbauort relativ unabhängige Meßspannung. Das Gitter bewirkt zusätzlich
eine Kühlung der Flamme und damit eine Reduzierung der Abgasschadstoffe
(NOx).
Ist der Brenner in der Weise ausgestattet, dass zusätzlich zu der mindestens
einen Sonde Zündelektroden einer Hochspannungszündeinrichtung als Meßson
den geschaltet sind, so ergeben sich weitere Möglichkeiten für die Bestimmung
und Regelung der Verbrennungsgüte.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Be
zugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
Die Figur zeigt einen Gasbrenner 1 mit einem Brennergehäuse 2 und einer in eine
Flamme 3 bzw. Flammenzone eingebrachten stabförmigen Sonde 4. Das Son
denpotential wird mittels eines Spannungsmessers 5 in Form eines Elektrometers
gegen die Gehäusemasse zum Erfassen einer Meßspannung abgegriffen.
Die erfaßte Meßspannung in Form einer Gleichspannung kann direkt ausgewertet
werden, um Rückschlüsse auf die Qualität der Verbrennung zu ziehen. Die Meß
spannung dient beispielsweise als Eingangsgröße einer elektrischen Gas-Luft-
Verbundregelung, die den Verbrennungsprozeß auf einen optimalen Lambdawert
(Luftzahl) einregelt, da die Meßspannung direkt mit dem Sauerstoffgehalt im
Abgas und somit mit der Luftzahl zusammen hängt. Die Meßmethode führt im
Gegensatz zu anderen Systemen mit Flammensonden zur zuverlässigen Erfas
sung der Verbrennungsgüte ohne Anlegen einer äußeren Spannung. Der Schal
tungsaufwand ist dabei gering.
Claims (7)
1. Gasbrenner mit mindestens einer in einer Flammenzone innerhalb eines
Brennergehäuses (2) angeordneten Sonde (4) zum Erfassen des Verbren
nungszustandes eines Gas-Luft-Gemisches durch Auswertung eines Son
denpotentials,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sonde (4) aus elektrisch leitendem Material ausgebildet ist, das
in Abhängigkeit von einem Aufprall von Ionen oder Elektronen aus dem
Plasma der Flamme ohne Anlegen einer äußeren Spannung von selbst ein
Potential annimmt.
2. Gasbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass zum Erfassen des Sondenpotentials ein Spannungsmesser (5) in
Form eines Elektrometers vorgesehen ist.
3. Gasbrenner nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mittels des Spannungsmessers (5) abgegriffene Meßspannung
als Eingangsgröße einer Regeleinrichtung zum Regeln eines zugeführten
Gas-Luft-Gemisches (6) dient.
4. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sonde (4) stabförmig ausgebildet ist.
5. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Sonden (4) voneinander isoliert rasterförmig in der Flam
menzone angeordnet sind.
6. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Sonde (4) gitterförmig ausgebildet ist.
7. Gasbrenner nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zu der mindestens einen Sonde (4) Zündelektroden einer
Hochspannungszündeinrichtung als Meßsonden geschaltet sind.
Priority Applications (2)
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DE1999132546 DE19932546A1 (de) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Gasbrenner |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1999132546 DE19932546A1 (de) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Gasbrenner |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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DE1999132546 Ceased DE19932546A1 (de) | 1999-07-13 | 1999-07-13 | Gasbrenner |
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WO (1) | WO2001004541A1 (de) |
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- 1999-07-13 DE DE1999132546 patent/DE19932546A1/de not_active Ceased
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Also Published As
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WO2001004541A1 (de) | 2001-01-18 |
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