DE4112449A1 - Verfahren zur regelung eines flaechenbrenners - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Re­ gelung eines voll vormischenden Flächenbrenners.

Voll vormischende Flächenbrenner haben die Eigen­ schaft, auf Luftzahl-, Lufttemperatur- oder Brenngasänderungen wesentlich empfindlicher zu reagieren, als z. B. Diffusions­ brenner mit ausgeprägten Einzelflammen. Dies liegt an der räumlich wesentlich enger begrenzten Reaktionszone und den da­ mit verbundenen Problemen der sicheren Flammenerkennung durch Erfassung des Ionisationsstromes zwischen zwei mit Hochspan­ nung beaufschlagten Elektroden, der von der Ionendichte im Er­ fassungsbereich abhängt. Es besteht bei den vormischenden Flächenbrennern einerseits die Gefahr des Abhebens der Flammen bei hohem Luftüberschuß und zu großer Flächenbelastung und an­ dererseits die Gefahr des Rückzündens in den Mischraum bei Luftmangel und kleinen Flächenbelastungen.

Ziel der Erfindung ist es ein Verfahren zur Regelung eines Flächenbrenners vorzuschlagen, bei dem eine definierte Lage der Flammenfront sichergestellt ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Luftzufuhr in Abhängigkeit von der Temperatur im Bereich des Brenners geregelt wird.

Durch diese Maßnahmen werden optimale Verbrennungser­ gebnisse erzielt. Dies ist dadurch bedingt, daß die Lage der Flammenfront zur Brennerplatte einer bestimmten Temperatur der Brennerplatte entspricht. Ändert die Flamme aufgrund äußerer Einflüsse ihre Lage zur Brennerplatte, so ändert sich auch die Temperatur an einem beliebigen Punkt innerhalb der Brenner­ platte.

Andererseits läßt sich durch Änderung der Gebläse­ leistung die Temperatur der Brennerplatte ändern und damit die Lage der Flammenfront in der Brennerplatte ändern. Damit kann einerseits ein Abheben der Flammen von der Brennerplatte, wie auch ein Absinken der Flammenfront an die Zuströmseite der Brennerplatte und damit die Gefahr des Rückzündens verhindert werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorge­ sehen sein, daß die Regelung in Abhängigkeit von zwei Grenz­ werten erfolgt. Dieses Verfahren stellt sicher, daß sich der Luftdurchsatz nur in einem vorgegebenen und sinnvollen Rahmen ändern kann.

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß auf eine Anpassung des Brenners vor Ort an ver­ schiedene Gasarten und wechselnde Widerstände in der Luft/Abgasanlage verzichtet werden kann, da eben die Lage der Flammenfront geregelt werden kann. Außerdem gleicht die da­ durch erzielte Flammenstabilisierung in einem bestimmten Rah­ men von außen einwirkende Störgrößen selbsttätig aus, wie z. B. wechselnde Gasqualitäten, Schwankungen in der Spannungsversor­ gung des Motors des Gebläses oder Änderungen in der Temperatur der Luft.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird praktisch eine Lambda-Regelung erreicht, wobei ausschließlich ein Tempe­ raturgeber als Sensor benötigt wird. Dabei braucht an die Ge­ nauigkeit des Temperatursensors keine besonderen Anforderung gestellt zu werden.

Der Sollwert für eine Temperatur innerhalb der Bren­ nerplatte könnte z. B. 200°C betragen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es einen Flächen­ brenner zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor­ zuschlagen.

Bei einem Flächenbrenner mit einer Brennerplatte, die einen Mischraum abschließt, der von einem Gebläse, in dessen Saugbereich eine von einem Gasventil gesteuerte Gaszufuhr mün­ det und das den Mischraum mit einem Gas-Luftgemisch versorgt, wird daher vorgeschlagen, daß das Gebläse und das Gasventil von einer Steuerung gesteuert ist, die eingangsseitig mit einem Temperaturfühler verbunden ist und die das Gebläse in Abhän­ gigkeit von der dem Temperaturfühler erfaßten Temperatur re­ gelt, wobei bei steigender Temperatur die Förderleistung des Gebläses erhöht wird.

Durch diese Maßnahmen wird sichergestellt, daß eine Beeinflussung der Lage der Flammenfront in Abhängigkeit von der Temperatur des Brenners möglich ist. Das kann mit relativ einfachen Temperaturfühlern das geschehen, wobei eine Genauig­ keit von z. B. +10°K durchaus ausreichend ist.

Weiters kann vorgesehen sein, daß die Regelung in Ab­ hängigkeit von zwei Grenzwerten der Temperatur erfolgt, wo­ durch sich ein einfacher Aufbau der Steuerung ergibt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorge­ sehen sein, daß die Steuerung eine Sicherheitsschaltung auf­ weist, die ein Zeitglied aufweist, das mit Schwellwertschal­ tern verbunden ist, die bei Unterschreiten einer bestimmten Mindesttemperatur und überschreiten einer bestimmten maximalen Temperatur die Zeitschaltung aktivieren und bei überschreiten der Mindesttemperatur, bzw. Unterschreiten der maximalen Tem­ peratur rücksetzen, wobei das Zeitglied bei seinem Ablauf ein das Gasventil sperrendes Signal abgibt.

Auf diese Weise ergibt sich eine günstige Verknüpfung der Brennersteuerung mit Sicherheitseinrichtungen, wobei sich durch die Heranziehung der Temperatur des Brenners als Krite­ rium für die Sicherheitsabschaltung des Brenners der Vorteil eines im Hinblick auf die Sicherheit des Brennerbetriebes für die Sicherheit sehr aussagekräftiges Kriterium herangezogen wird.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher er­ läuert. Dabei zeigt

Fig. 1 schematisch einen erfindungsgemäßen Brenner,

Fig. 2 ein Diagramm der Temperatur gegenüber der Luftzahl des Gemisches,

Fig. 3 ein Diagramm des Drehzahl-Sollwertes des Ge­ bläses in Abhängigkeit von der Temperatur der Brennerplatte und

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung der Anordnung des Temperaturfühlers.

Der Brenner 1 ist in einem Brennraum 2 angeordnet, der mit einer Abgasleitung 3 verbunden ist. In diesem Brenn­ raum ist ein Wärmetauscher 4 angeordnet, der den Brenngasen Wärme entzieht.

Der Brenner ist als eine Brennerplatte 1 ausgebildet, die einen Mischraum 5 nach oben zu begrenzt. In diesen Misch­ raum 5 mündet eine mit der Druckseite eines Gebläses 6 verbun­ dene Leitung 7. An der Saugseite 6 des Gebläses 6 wird Ver­ brennungsluft und gleichzeitig Gas angesaugt.

Letzteres wird über eine Leitung 8, in der ein Gas­ ventil 9 angeordnet ist zugeführt.

In der Brennerplatte 1 ist ein Temperaturfühler 10 angeordnet, der mit einem Eingang einer Steuerung 11 verbunden ist, deren Ausgänge mit dem Gebläse 6, dem Gasventil 9, sowie einer Zündelektrode 12 und einer Überwachungselektrode 13 ver­ bunden sind. Dabei sind die beiden Elektroden 12, 13 oberhalb der Brennerplatte 1 angeordnet, wobei die Überwachungselek­ trode 13 mit Hochspannung beaufschlagt ist und erfaßt über den Ionisationsstrom das Vorhandensein einer Flamme.

Die Steuerung 11 steuert das Gebläse 6 in der Weise, daß sobald eine bestimmte Solltemperatur, die vom Temperatursensor 10 der Brennerplatte 1 erfaßt wird, über­ schritten wird, dessen Drehzahl und damit dessen Förder­ leistung solange erhöht wird, bis entweder die besagte Soll- Temperatur wieder erreicht wird oder das Gebläse 6 mit dessen maximaler Drehzahl und damit maximaler Förderleistung betrie­ ben wird.

Steigt trotz dieses Betriebes des Gebläses 6 die Temperatur der Brennerplatte 1 weiter, so wird nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit das Gasventil 9 geschlossen und damit der Brenner stillgesetzt.

Andererseits wird auch, wenn die Temperatur der Bren­ nerplatte 1 trotz des Betriebes des Gebläses 6 mit der minima­ len Drehzahl und damit minimaler Förderleistung weiter ab­ sinkt, das Gasventil 6 nach Ablauf einer bestimmten Zeit eben­ falls geschlossen.

Aus der Fig. 2 ist zu ersehen, daß der Brenner in Ab­ hängigkeit von der Temperatur der Brennerplatte 1 mit einer sich ändernden Luftzahl betrieben wird, wobei ein bestimmter Toleranzbereich der Luftzahl vorgesehen ist. Aus Fig. 3 ist zu ersehen, wie die Ansteuerung des Gebläses sich mit der Plat­ tentemperatur ändert. Dargestellt am Beispiel eines p-Reglers mit Endlagenbegrenzung.

Aus der Fig. 4 ist zu ersehen, daß der Temperaturfüh­ ler 10 von unten her in die Brennerplatte 1 eingesetzt ist und sich über ca. ¾ der Höhe der Brennerplatte 1 erstreckt.

Claims (5)

1. Verfahren zur Regelung eines voll vormischenden Flächenbrenners, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzufuhr in Abhängigkeit von der Temperatur im Bereich des Brenners gere­ gelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung in Abhängigkeit von zwei Grenzwerten erfolgt.

3. Flächenbrenner zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 oder 2, mit einer Brenner­ platte, die einen Mischraum abschließt, der von einem Gebläse, in dessen Saugbereich eine von einem Gasventil gesteuerte Gas­ zufuhr mündet und das den Mischraum mit einem Gas-Luftgemisch versorgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebläse (6) und das Gasventil von einer Steuerung (11) gesteuert ist, die eingangs­ seitig mit einem Temperaturfühler (10) verbunden ist und die das Gebläse (6) in Abhängigkeit von der vom Temperaturfühler erfaßten Temperatur regelt, wobei bei mit steigender Tempera­ tur die Förderleistung des Gebläses erhöht wird.

4. Flächenbrenner nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Regelung des Gebläses (6) zwischen zwei Grenzwerten erfolgt, die Grenzwerten der vom Temperaturfüh­ ler (10) erfaßten Temperatur der Brennerplatte (1) ent­ sprechen.

5. Flächenbrenner noch Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Steuerung eine Sicherheitsschaltung auf­ weist, die ein Zeitglied aufweist, das mit Schwellwertschal­ tern verbunden ist, die bei Unterschreiten einer bestimmten Mindesttemperatur und Überschreiten einer bestimmtem maximalen Temperatur die Zeitschaltung aktivieren und bei überschreiten der Mindesttemperatur bzw. Unterschreiten der maximalen Tem­ peratur rücksetzen, wobei das Zeitglied bei seinem Ablauf ein das Gasventil (9) sperrendes Signal abgibt.