(19)
(11) EP 0 331 918 A2

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
13.09.1989  Patentblatt  1989/37

(21) Anmeldenummer: 89102180.0

(22) Anmeldetag:  09.02.1989
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)4F23N 5/00
(84) Benannte Vertragsstaaten:
DE FR GB SE

(30) Priorität: 07.03.1988 DE 3807388

(71) Anmelder: Webasto AG Fahrzeugtechnik
D-82131 Stockdorf (DE)

(72) Erfinder:
  • Koch, Peter, Dr.
    D-8000 München 60 (DE)
  • Brüdigam, Claus
    D-8000 München 2 (DE)
  • Bleeker, Thomas
    D-8035 Gauting (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
   
       


    (54) Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts und Heizgerät


    (57) Die Erfindung gibt einerseits ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgeräts an, bei dem einem Brenner Brennluft und Brennstoff zugeführt werden, und in einer Brennkammer eine Flamme erzeugt wird. Hierbei wird das Luftverhältnis, das maßgebend für die Stabilität des Brennbetriebs und den ausgestoßenen Schad­stoffanteil ist, auf der Basis der in der Brennkammer ge­messenen Flammtemperatur ermittelt. Unter Vorgabe eines Soll-­Wertes für das Luftverhältnis wird dann vorzugsweise eine Regelung dahingehend vorgenommen, daß die Brennluft- und/­oder Brennstoffzufuhrmenge derart verändert wird, daß ein vorbestimmter Soll-Wert für das Luftverhältnis und ein ent­sprechender Soll-Wert für die Flammtemperatur erreicht wird. Ferner wird auch ein Heizgerät angegeben, das im Flammbereich der Brennkammer eine Flammtemperaturerfassungseinrichtung hat, die mit einer Einrichtung zur Ermittlung des Luftverhältnis­ses verbunden ist. Als Temperaturerfassungseinrichtung kann ein räumlich integrierender Sensor, wie ein Widerstandsthermo­meter, oder ein punktuell wirkender Sensor, wie ein Thermo­element, verwendet werden.




    Beschreibung


    [0001] Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere eines Fahrzeugzusatzheizge­räts, bei dem einem Brenner Brennluft und Brennstoff zuge­führt werden, und in einer Brennkammer eine Flamme erzeugt wird, sowie mit einem Heizgerät, insbesondere einem Fahr­zeugzusatzheizgerät, das einen Brenner in einer Brennkam­mer, eine Brennstoffzufuhreinrichtung und eine Brennluftzu­fuhreinrichtung hat.

    [0002] Beim Verfahren zum Betreiben eines solchen Heizgeräts und bei dem Heizgerät selbst ergeben sich bisher im Hinblick auf eine stabile schadstoffarme Verbrennung Schwierigkeiten. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Verbrennung beispiels­weise vom Differenzdruck zwischen dem Brennlufteintritt und dem Abgasaustritt, der sich durch Wind oder Fahrtwind bei einer Fahrzeugzusatzheizung ändern kann, von sich ändernden Widerständen im Ansaug- bzw. Abgassystem, von sich ändernden Höhenlagen, einer ungenügenden Brennstoffversorgung oder den Temperatureinflüssen oder dergleichen abhängig ist. Als Folge hiervon können ein erhöhter Schadstoffausstoß, ein Verrußen bzw. Verkoken der Brennkammer, des Wärmeübertragers und der vom Abgas durchströmten Einrichtungen, ein Rückbren­nen oder dergleichen auftreten. Hierdurch bedingt kann es sogar passieren, daß das Heizgerät zerstört wird oder in Brand gerät, wodurch die Fahrzeugsicherheit beim Einbau eines derartigen Fahrzeugzusatzheizgeräts beeinträchtigt wird.

    [0003] Die Erfindung zielt darauf ab, unter Überwindung der zuvor geschilderten Schwierigkeiten ein Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere eines Fahrzeugheizgeräts der gattungsgemäßen Art sowie ein entsprechend ausgelegtes Heizgerät bereitzustellen, bei denen auf einfache Weise eine stabile und schadstoffarme Verbrennung zuverlässig ge­währleistet wird.

    [0004] In verfahrenstechnischer Hinsicht wird bei einem Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere eines Fahrzeug­zusatzheizgeräts, bei dem einem Brenner Brennluft und Brenn­stoff zugeführt werden und in einer Brennkammer eine Flamme erzeugt wird, derart vorgegangen, daß das Luftverhältnis, das allgemein in der Technik mit λ bezeichnet wird, auf der Basis der in der Brennkammer gemessenen Flammtemperatur er­mittelt wird.

    [0005] Das Verfahren nach der Erfindung nutzt den Umstand, daß bei einer Verbrennung in einem solchen Heizgerät ein eindeutiger physikalischer Zusammenhang zwischen dem Luftverhältnis λ und der adiabaten Verbrennungstemperatur, d.h. der Flammtem­peratur, besteht. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird somit die Flammtemperatur erfaßt bzw. gemessen und hieraus unter Berücksichtigung des vorgegebenen eindeutigen physikalischen Zusammenhangs das entsprechende Luftverhältnis λ ermittelt, das einen Aufschluß über das Verhältnis von zugeführter Brenn­luftmenge und zugeführter Brennstoffmenge gibt. Wenn dieses Luftverhältnis λ innerhalb vorbestimmter Grenzwerte gehalten wird, läßt sich eine stabile und schadstoffarme Verbrennung gewährleisten. Bei einer derartigen Verfahrensweise nach der Erfindung werden die die Verbrennung in der Brennkammer beein­flußenden Störgrößen, wie Differenzdruck zwischen Lufteintritt und Abgasaustritt, variable Widerstände in den Ansaug- bzw. Abgassystemen, Temperatureinflüsse und dergleichen hinsicht­lich den Einflüssen auf das Brennverhalten des Heizgeräts direkt oder indirekt durch die Messung der Flammtemperatur berücksichtigt, so daß sich in wirksamer Weise ein erhöhter Schadstoffausstoß und Heizgerätedefekte vermeiden lassen.

    [0006] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform des Verfahrens zum Betreiben eines Heizgeräts nach der Erfindung wird das Luftverhältnis λ auf einen vorbestimmten Sollwert dadurch geregelt, daß nach Maßgabe der ermittelten Flammtemperatur die Brennluft- und/oder Brennstoffzufuhr so verändert wird, bis die Flammtemperatur einen den vorbestimmten Sollwert für das Luftverhältnis zugeordneten Sollwert für die Flammtemperatur erreicht. Bei einer derartigen Auslegung des Verfahrens nach der Erfindung wird das Luftverhältnis λ über die Flammtemperatur auf einen vorbestimmten Sollwert geregelt, der sich im vorhinein geräteabhängig derart bestimmen läßt, daß unter allen Betriebs­bedingungen des Heizgeräts eine möglichst stabile und schad­stoffarme Verbrennung gewährleistet wird.

    [0007] Im Speziellen wird die Regelung bei einem Luftverhältnis λ von größer 1 dieses Luftverhältnis auf den Sollwert dadurch geregelt, daß bei einer über dem Sollwert für die Flammtem­peratur gemessenen Flammtemperatur die zugeführte Brennluft­menge erhöht oder die zugeführte Brennstoffmenge gesenkt wird und bei einer unter dem Sollwert für die Flammtemperatur ge­messenen Flammtemperatur die zugeführte Brennluftmenge ge­senkt und die zugeführte Brennstoffmenge erhöht wird. Bei dieser Verfahrensweise wird durch die entsprechende Beeinflus­sung der zugeführten Brennluftmenge oder der zugeführten Brenn­stoffmenge die Verbrennung im Heizgerät derart beeinflußt, daß die Verbrennung wieder zu dem vorbestimmten Luftverhältnis gemäß dem vorgegebenen Sollwert hierfür zurückgeführt wird.

    [0008] Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens nach der Erfindung wird eine Prüfung vorgenommen, ob innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer die erfaßte Flammtemperatur die fol­gende Bedingung erfüllt:
    Tmax > TF > Tmin (entspricht λ min < λ < λmax)
    wobei Tmax die maximal zulässige Flammtemperatur, TF die erfaßte Flammtemperatur, Tmin die minimal zulässige Flammtemperatur, λmin das zulässige mini­male Luftverhältnis, λ das über die Flammtemperatur TF ermittelte Luftverhältnis und λmax das maximal zulässige Luftverhältnis bedeutet.

    [0009] Wenn diese vorstehend genannte Bedingung innerhalb des vor­bestimmten Zeitraums nicht erfüllt wird, so wird das Heiz­gerät abgeschaltet. Wenn diese Verfahrensweise beim Verfahren zum Betreiben des Heizgeräts ohne eine Regelung auf den vor­bestimmten Sollwert des Luftverhältnisses λ angewandt wird, so ermöglicht das erfindungsgemäße Betriebsverfahren eine Flammüberwachung ohne die zusätzliche Verwendung eines Flamm­wächters, da nämlich bei der Nichterfüllung der vorstehend genannten Bedingung innerhalb des vorbestimmten Zeitraumes durch die Temperaturerfassung der Flammtemperatur erkannt wird, daß sich in der Brennkammer des Heizgeräts keine Flamme ausgebildet hat, so daß in Abhängigkeit hiervon eine Zwangs­abschaltung bzw. Störabschaltung des Heizgeräts vorgenommen wird. Durch die Überwachung der Bereichsgrenzen wird bei der Steuerung bzw. Regelung zugleich die Flammwächterfunktion mit übernommen. Wenn diese vorstehend genannte Bedingung bei der Verfahrens­führung mit Regelung des Luftverhältnisses auf seinen vor­bestimmten Sollwert nicht erfüllt wird, so läßt sich der Schluß ziehen, daß sich das Heizgerät, aus welchen Gründen auch immer, nicht stabil und schadstoffarm betreiben läßt, so daß zur Vermeidung von eventuellen möglichen Geräteschäden ebenfalls eine Zwangsabschaltung des Heizgeräts vorgenommen wird. Selbst wenn das Luftverhältnis λ im Bereich von kleiner 1 liegt, kann nach Maßgabe dieser vorstehend genannten Bedingung gewährleistet werden, daß nicht durch entsprechende Änderun­gen der zugeführten Brennluftmenge und/oder der zugeführten Brennstoffmenge das Heizgerät in einen unzulässigen Betriebs­bereich kommt.

    [0010] In gerätetechnischer Hinsicht zeichnet sich erfindungsgemäß ein Heizgerät, insbesondere ein Fahrzeugzusatzheizgerät, mit einem Brenner in einer Brennkammer, einer Brennluftzufuhr­einrichtung und einer Brennstoffzufuhreinrichtung dadurch aus, daß eine Temperaturerfassungseinrichtung im Flammbereich der Brennkammer zur lastunabhängigen Erfassung der Flammtem­peratur angeordnet ist, die mit einer Einrichtung zur Er­mittlung des Luftverhältnisses verbunden ist. Die nach der Erfindung in vorrichtungstechnischer Hinsicht geschaffene Lö­sung läßt sich auf konstruktiv einfache Weise verwirklichen und es wird ein Heizgerät bereitgestellt, das zuverlässig schadstoffarm und stabil betreibbar ist und kostengünstig hergestellt werden kann.

    [0011] Als Temperaturerfassungseinrichtung kann ein räumlich inte­grierender Sensor, wie ein Widerstandsthermometer, vorgesehen sein, der zweckmäßigerweise in der Brennkammer derart ange­ordnet ist, daß er von der Flammwurzel ausgeht und sich in den Flammbereich in der Brennkammer erstreckt.

    [0012] Alternativ kann als Temperaturerfassungseinrichtung ein punk­tuell wirkender Sensor, wie ein Thermoelement vorgesehen sein, der zweckmäßigerweise in der Nähe des Endes der Ausbrandlänge der Flamme in die Brennkammer ragt.

    [0013] Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform des Heizgeräts nach der Erfindung schaltet die Einrichtung zur Ermittlung des Luft­verhältnisses das Heizgerät ab, wenn nach einer vorbestimmten Zeitdauer der durch die folgende Bedingung bestimmte Be­triebsbereich nicht erreicht ist:
    Tmax > TF > Tmin (entspricht λmin < λ < λmax)
    wobei diese Größen die vorstehend im Zusammen­hang mit dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren erläuterte Bedeutung haben.

    [0014] Bei einer solchen Auslegung des Heizgeräts übernimmt die Temperaturerfassungseinrichtung und die hiermit in Verbin­dung stehende Einrichtung zur Ermittlung des Luftverhält­nisses zugleich die Funktion eines bisher üblichen Flamm­wächters, so daß dieser bisher als besonderes Bauteil aus­gebildete Flammwächter entfallen kann. Zugleich wird aber auch sichergestellt, daß das Heizgerät auch dann abgeschal­tet wird, wenn bei einer Regelung unter Veränderung der zuge­führten Brennluft- und/oder Brennstoffmenge die Gefahr be­steht, daß das Heizgerät in einen unzulässigen Betriebsbe­reich gelangen kann.

    [0015] Die Erfindung wird nachstehend an Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

    Fig. 1 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs von Flammtemperatur und Luftverhältnis, und

    Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Heizgeräts gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform nach der Erfindung.



    [0016] Fig. 1 dient zur Verdeutlichung der Verfahrensweisen zum Be­treiben eines in Fig. 2 näher dargestellten Heizgeräts. In Fig. 1 ist die Flammtemperatur TF über dem Luftverhältnis λ aufgetragen und der Verlauf des dort angegebenen Kurvenzugs a stellt den empirisch ermittelbaren eindeutigen physikalischen Zusammenhang zwischen Flammtemperatur und Luftverhältnis bei der Brenntemperatur eines Heizgeräts dar. Dieser Zusammenhang zwischen der Flammtemperatur TF und dem Luftverhältnis λ wird durch die in der Brennkammer gemessene Flammtemperatur TF beim erfindungsgemäßen Verfahren verifiziert. Mit λsoll ist der Soll-Wert für das Luftverhältnis bezeichnet, dem auf der Flammtemperaturkoordinate unter Berücksichtigung des phy­sikalischen eindeutigen Zusammenhangs ein Soll-Wert für die Flammtemperatur Tsoll zugeordnet ist. Zur Erzielung einer schadstoffarmen und stabilen Verbrennung wird ein empirisch ermittelbarer Minimalwert für das Luftverhältnis λmin und ein entsprechend empirisch ermittelbarer Maximalwert für das Luftverhältnis λmax vorgegeben, wobei diesen Grenzwerten λmin und λmax ein entsprechender maximaler Flammtemperatur­wert Tmax bzw. minimaler Flammtemperaturwert Tmin zugeordnet sind.

    [0017] Zuerst wird die Verfahrensweise nach der Erfindung erläutert, wenn eine Regelung auf den Soll-Wert für das Luftverhältnis λsoll vorgenommen werden soll und hierbei ein Regelbereich von λ > 1 eingehalten wird. Wenn die nach der Erfindung ge­messene Flammtemperatur TF größer als der Soll-Wert Tsoll ist, so wird entweder die zugeführte Brennluftmenge erhöht oder die zugeführte Brennstoffmenge vermindert, um das Luft­verhältnis λ bis zur Erreichung des Soll-Wertes λsoll anzu­heben. Wenn hingegen die gemessene Flammtemperatur TF niedriger als der Soll-Wert für die Flammtemperatur Tsoll ist, so wird entweder die dem Brenner zugeführte Brennluftmenge vermindert oder die dem Brenner zugeführte Brennstoffmenge erhöht, bis der Soll-Wert für das Luftverhältnis λsoll erreicht ist.

    [0018] Wenn das Heizgerät in dem Bereich beim Diagramm nach Fig. 1 betrieben wird, bei dem gilt λ < 1, so wird dann, wenn die in der Brennkammer gemessene Flammtemperatur TF größer als der Soll-Wert für die Flammtemperatur Tsoll ist, eine Regelung in der Form vorgenommen, daß entweder die zugeführte Brenn­luftmenge erhöht oder die zugeführte Brennstoffmenge ver­ ringert wird, so daß das Luftverhältnis λ gemäß dem Diagramm nach Fig. 1 in Richtung des Soll-Werts für das Luftverhältnis λsoll verändert wird. Wenn die in der Brennkammer gemessene Flammtemperatur TF kleiner als der Soll-Wert für die Flamm­temperatur Tsoll ist, so wird bei einer Veränderung der dem Brenner des Heizgeräts zugeführten Brennluftmenge und/oder Brennstoffmenge erreicht, daß sich die dann erhaltenen Werte für das Luftverhältnis λ immer weiter von dem vorgegebenen Soll-­Wert für das Luftverhältnis λsoll wegbewegen. Daher ist in diesem Fall das Heizgerät abzuschalten.

    [0019] Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts werden in Weiterbildung die vorstehend erörterten Funktions­grenzen überwacht, um wirksam eine Zwangsabschaltung des Heiz­geräts zu bewirken und eine Beschädigung oder Zerstörung des­selben zu verhindern. Daher wird beim erfindungsgemäßen Be­triebsverfahren die den zulässigen Funktionsbereich definierende und nachstehend angegebene Bedingung überwacht und überprüft:
    Tmax > TF > Tmin (entspricht λmin < λ < λmax).
    Hierbei bedeutet:
    Tmax = maximal zulässige Flammtemperatur,
    TF = erfaßte oder gemessene Flammtemperatur,
    Tmin = minimal zulässige Flammtemperatur,
    λmin = minimal zulässiges Luftverhältnis,
    λ = aus erfaßter oder gemessener Flammtemperatur TF abgeleitetes Luftverhältnis
    λmax = maximal zulässiges Luftverhältnis.

    [0020] Wenn beim Betrieb des Heizgeräts diese vorstehend genannte Bedingung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht er­füllt wird, so erfolgt eine Zwangsabschaltung bzw. Störab­schaltung des Heizgeräts. Hierdurch kann im Falle einer Rege­ lung des Luftverhältnisses λ auf den vorbestimmten Soll-Wert λsoll wirksam ein Betreiben des Heizgeräts in einem unzulässi­gen Funktionsbereich vermieden werden, wie dies vorangehend erläutert worden ist. Somit kann bei dem Betriebsverfahren des Heizgeräts mit Regelung ständig die Regelung in Form einer Eigenüberwachung überprüft werden. Bei Überwachung der Bereichsgrenzen ermöglicht das Betriebsverfahren die Verwirklichung der Flammwächterfunktion. Wenn hingegen beim erfindungsgemäßen Betriebsverfahren zur Ermittlung des Luftverhältnisses lediglich die Flammtemperatur TF gemessen wird, so wird durch die Überprüfung und die Über­wachung dieser vorstehend genannten Bedingung die Aufgabe eines Flammwächters bei Heizgeräten dieser Art verwirklicht, so daß man einen in bisher üblicherweise vorgesehenen geson­derten Flammwächter weglassen kann, der bei den bisherigen Ausführungsformen in den Flammbereich der Brennkammer ragte und hierdurch die Brennbedingungen in der Brennkammer verän­derte.

    [0021] Mit dem erfindungsgemäßen Regelverfahren kann der CO₂-Wert im Abgas des Heizgeräts, der in eindeutigem Zusammenhang mit dem Luftverhältnis steht, in engen Grenzen konstant gehalten werden, so daß man einen schad­stoffarmen, aber dennoch stabilen Betrieb des Heizgeräts erhält.

    [0022] Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird ein bevorzugtes Ausführungs­beispiel eines nach der Erfindung ausgelegten Heizgeräts erläutert. Das Heizgerät insgesamt ist mit 1 bezeichnet. Im Heizgerät 1 ist eine Brennkammer 2 vorgesehen. Als Brenner 3 ist beim dargestellten Beispiel des Heizgeräts 1 ein sogenannter Verdampfungsbrenner verdeutlicht, der ein Vliesmaterial 4 hat, das zur Verdampfung des über eine Brennstoffzufuhreinrichtung 5 zugeführten Brennstoffs, wie flüssigen Brennstoffs, dient. Über schematisch dargestellte Öffnungen 6 wird - wie mit Pfei­len angedeutet - Brennluft von einer nicht näher dargestell­ten Brennluftzufuhreinrichtung in die Brennkammer 2 eingelei­tet. Im Brennbetrieb des Heizgeräts 1 bildet sich in der Brenn­ kammer lastabhängig eine entsprechende Flamme aus. In durch­gezogenen Linien ist der Flammverlauf für den Vollastbetrieb und in gebrochener Linie der Flammverlauf für den Teillastbetrieb verdeutlicht. Insgesamt mit 8 ist eine Flammtemperaturerfas­sungseinrichtung bezeichnet, die im Flammbereich der Brenn­kammer 2 derart angeordnet ist, daß unabhängig von der Be­triebslast des Heizgeräts, d.h. unabhängig vom Vollastbetrieb oder Teillastbetrieb beispielsweise, immer zuverlässig und eindeutig die Temperatur der jeweiligen Flamme erfaßt wird. Mit dieser Flammtemperaturerfassungseinrichtung 8 ist eine sche­matisch in Blockform dargestellte Einrichtung 9 zur Ermittlung des Luftverhältnisses verbunden, das mit λ bezeichnet ist.

    [0023] In durchgezogener Linie ist in Fig. 2 als Flammtemperatur­erfassungseinrichtung 8 ein räumlich integrierender Sensor 10 dargestellt, der beispielsweise von einem Widerstandsthermo­meter gebildet werden kann. Dieser räumlich integrierende Sensor 10 geht von der Flammwurzel in der Brennkammer 2 aus und erstreckt sich dann in Richtung des Ausbrandsendes der Flamme.

    [0024] Mit gebrochenen Linien ist eine alternative Ausführungsform der Flammtemperaturerfassungseinrichtung 8 verdeutlicht, die von einem punktuell wirkenden Sensor 11 gebildet wird, der beispielsweise ein Thermoelement sein kann. Dieser punktuell wirkende Sensor 11 ragt in die Brennkammer 2 derart, daß er sich in der Nähe des Endes der Ausbrandlänge der Flamme in der Brennkammer 2 befindet.

    [0025] Mit Hilfe einer derartigen in der Brennkammer 2 vorgesehenen Flammtemperaturerfassungseinrichtung 8 kann dann in Verbin­dung mit der Einrichtung 9 zur Ermittlung des Luftverhältnis­ses λ die jeweilige vorangehend erläuterte Verfahrensweise zum Betreiben des Heizgeräts 1 verwirklicht werden. Die näheren regelungstechnischen Einzelheiten hierfür geeigneter Regel­ einrichtungen wird der Fachmann in geeigneter Weise be­darfsabhängig wählen und auslegen. Daher erübrigt sich ein näheres Eingehen auf Einzelheiten von konkreten Ausbildungs­formen der Regeleinheiten.

    [0026] Das nach der Erfindung beschriebene Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts ist ganz allgemein gesehen auch für statio­näre Heizungsanlagen und nicht nur für Fahrzeugheizungen ge­eignet.

    Bezugszeichen



    [0027] 

    a Kurvenzug in Fig. 1. der die eindeutige physikalische Zuordnung von Flammtemperatur und Luftverhältnis wiedergibt,

    TF Flammtemperatur gemessen

    Tmin minimal zulässige Flammtemperatur

    Tmax maximal zulässige Flammtemperatur

    Tsoll vorgegebener Soll-Wert für die Flammtemperatur TF

    λ Luftverhältnis

    λmin minimal zulässiges Luftverhältnis

    λmax maximal zulässiges Luftverhältnis

    λsoll Soll-Wert für das Luftverhältnis

    1 Heizgerät insgesamt

    2 Brennkammer

    3 Brenner

    4 Vliesmaterial

    5 Brennstoffzufuhreinrichtung

    6 Öffnungen für Brennluftzufuhr

    8 Flammtemperaturerfassungseinrichtung

    9 Einrichtung zur Ermittlung des Luftverhältnisses

    10 räumlich integrierender Sensor

    11 punktuell wirkender Sensor




    Ansprüche

    1. Verfahren zum Betreiben eines Heizgeräts, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgeräts, bei dem einem Brenner Brennluft und Brennstoff zugeführt werden und in einer Brennkammer eine Flamme erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftverhältnis (λ) auf der Basis der in der Brenn­kammer gemessenen Flammtemperatur (TF) ermittelt wird.
     
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftverhältnis (λ) auf einen vorbestimmten Soll-Wert (λsoll) dadurch geregelt wird, daß nach Maßgabe der er­mittelten Flammtemperatur (TF) die Brennluft- und/oder Brennstoffzufuhr so verändert wird, bis die Flammtemperatur (TF) einen dem vorbestimmten Soll-Wert für das Luftverhält­nis (λsoll) zugeordneten Soll-Wert für die Flammtemperatur (Tsoll) erreicht.
     
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Luftverhältnis (λ) von größer 1 zur Regelung des Luftverhältnisses auf den Soll-Wert (λsoll) bei einer über dem Soll-Wert für die Flammtemperatur (Tsoll) gemessenen Flammtemperatur (TF) die zugeführte Brennluftmenge erhöht oder die zugeführte Brennstoffmenge gesenkt wird, und bei einer unter dem Soll-Wert für die Flammtemperatur (Tsoll) gemessenen Flammtemperatur (TF) die zugeführte Brennluftmenge gesenkt oder die zugeführte Brennstoffmenge erhöht wird.
     
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß geprüft wird, ob innerhalb eines vorbestimmten Zeitraums die erfaßte Flamm­temperatur (TF) die folgende Bedingung erfüllt:
    Tmax > TF > Tmin entspricht λmin < λ < λmax
    wobei Tmax die maximal zulässige Flammtemperatur, TF die er­faßte oder gemessene Flammtemperatur, Tmin die minimal zu­lässige Flammtemperatur, λmin das minimal zulässige Luft­verhältnis, λ das der gemessenen Flammtemperatur (TF) ent­sprechende Luftverhältnis und (λmax) das maximal zulässige Luftverhältnis bezeichnet, und daß bei Nichterfüllung der Bedingung das Heizgerät abgeschaltet wird.
     
    5. Heizgerät, insbesondere Fahrzeugzusatzheizgerät, mit einem Brenner in einer Brennkammer, einer Brennstoffzufuhr­einrichtung und einer Brennluftzufuhreinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Flammtemperaturerfassungseinrichtung (8) im Flammbereich der Brennkammer (2) zur lastunabhängigen Erfassung der Flammtemperatur (TF) angeordnet ist, die mit einer Einrichtung (9) zur Ermittlung des Luftverhältnisses (λ) verbunden ist.
     
    6. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerfassungseinrichtung (8) ein räumlich in­tegrierender Sensor (10), wie ein Widerstandsthermometer, ist.
     
    7. Heizgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der räumlich integrierende Sensor (10) von der Flammwurzel ausgeht.
     
    8. Heizgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturerfassungseinrichtung (8) ein punktuell wirkender Sensor (11), wie ein Thermoelement, ist.
     
    9. Heizgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der punktuell wirkende Sensor (11) in der Nähe des Endes der Ausbrandlänge der Flamme in die Brennkammer (2) ragt.
     
    10. Heizgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (9) zur Ermittlung des Luftverhältnisses (λ) das Heizgerät abschaltet, wenn nach einer vorbestimmten Zeitdauer der durch die folgende Bedin­gung bestimmte Betriebsbereich nicht erreicht ist:
    Tmax > TF > Tmin entspricht λmin < λ < λmax
    wobei Tmax die maximal zulässige Flammtemperatur, TF die er­faßte oder gemessene Flammtemperatur, Tmin die minimal zu­lässige Flammtemperatur, λmin das minimal zulässige Luft­verhältnis, λ das der gemessenen Flammtemperatur (TF) entsprechende Luftverhältnis und λmax das maximal zulässige Luftverhältnis bezeichnet, und daß bei Nichterfüllung der Bedingung das Heizgerät abgeschaltet wird.
     




    Zeichnung