[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
[0002] Regeleinrichtungen für Gasbrenner sind aus der
DE 198 24 521 B4 sowie aus der
DE 199 22 226 C1 bekannt. So offenbart die
DE 198 24 521 B4 eine Regeleinrichtung für einen Gasbrenner, mit Hilfe derer einem Gasbrenner ein
Gasstrom sowie ein Verbrennungsluftstrom zugeführt werden kann. In einer einen Gasstrom
führenden Gasleitung ist mindestens ein Gasventil positioniert, wobei die Gasleitung
mit einer Gasdüse in eine den Verbrennungsluftstrom führenden Verbrennungsluftleitung
mündet. Der Verbrennungsluftleitung ist ein Gebläse zugeordnet. Des Weiteren umfasst
die Regeleinrichtung gemäß
DE 198 24 521 B4 einen Sensor, wobei der Sensor mit einem ersten Messpunkt an der den Gasstrom führenden
Gasleitung und mit einem zweiten Messpunkt an der den Verbrennungsluftstrom führenden
Verbrennungsluftleitung angreift. Der Sensor ist als Differenzdruck-Sensor bzw. Durchfluss-Sensor
ausgebildet und stellt ein elektrisches bzw. elektronisches Signal bereit, auf Grundlage
dessen das oder jedes in die Gasleitung integrierte Gasventil betätigt wird. Bei der
Regeleinrichtung gemäß der
DE 199 22 226 C1 greift der Sensor mit einem Messpunkt an der den Gasstrom führenden Gasleitung und
mit einem zweiten Messpunkt an einem Referenzsystem an, in welchem ein Referenzdruck
herrscht, der dem Verbrennungsluftdruck entspricht. Auch bei der
DE 199 22 226 C1 erzeugt der Sensor ein elektrisches bzw. elektronisches Signal, welches zur Betätigung
des oder jedes in die Gasleitung integrierten Gasventils verwendet wird.
[0003] Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zu Grunde, ein neuartiges
Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners zu schaffen.
[0004] Dieses Problem wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird das oder jedes Gasventil zur Einstellung des Gasstroms durch
die Gasleitung bei laufendem Gebläse derart abhängig von einem vom Sensor bereitgestellten
Signal betätigt, dass dann, wenn das vom Sensor bereitgestellte Signal innerhalb eines
ersten Wertebereichs liegt, der Gasstrom freigegeben wird, dass dann, wenn das vom
Sensor bereitgestellte Signal innerhalb eines zweiten Wertebereichs liegt, der Gasstrom
freigegeben und gleichzeitig ein Warnsignal generiert wird, und dass dann, wenn das
vom Sensor bereitgestellte Signal innerhalb eines dritten Wertebereichs liegt, ein
Warnsignal generiert und der Gasstrom gesperrt wird.
[0005] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, für den zeitlichen Verlauf
des vom Sensor bereitgestellten Signals drei Wertebereiche zu definieren. Liegt der
zeitliche Verlauf des vom Sensor bereitgestellten Signals innerhalb eines ersten Wertebereichs,
so wird das oder jedes Gasventil geöffnet. Liegt der zeitliche Verlauf des vom Sensor
bereitgestellten Signals innerhalb eines zweiten Wertebereichs, so wird ein Warnsignal
generiert und das oder jedes Gasventil wird ebenfalls geöffnet. Liegt hingegen der
zeitliche Verlauf des vom Sensor bereitgestellten Signals innerhalb des dritten Wertebereichs,
so wird ein Warnsignal generiert und das oder jedes Gasventil bleibt geschlossen.
Abhängig von dem Wertebereich, in welchem der zeitliche Verlauf des vom Sensor bereitgestellten
Signals liegt, werden demnach entsprechende Maßnahmen ergriffen. Die Warnmeldungen
geben Aufschluss darüber, dass eine Störung vorliegt. Liegt der zeitliche Verlauf
des vom Sensor bereitgestellten Signals innerhalb des zweiten Wertebereichs, so ist
die Störung noch so gering, dass trotzdem das oder jedes Gasventil geöffnet werden
kann. Erst dann, wenn das vom Sensor bereitgestellte Signal innerhalb des dritten
Wertebereichs verläuft, bleibt infolge einer zu großen Störung das oder jedes Gasventil
geschlossen.
[0006] Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt dann, wenn das vom Sensor
bereitgestellte Signal innerhalb mindestens eines ersten Wertebereichs oder mindestens
eines zweiten Wertebereichs verläuft, eine Zündung des Gasbrenners, wobei dann, wenn
das vom Sensor bereitgestellte Signal innerhalb mindestens eines dritten Wertebereichs
verläuft, die Zündung des Gasbrenners unterbleibt.
[0007] Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung,
ohne hierauf beschränkt zu sein, anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung
zeigt:
- Fig. 1:
- eine schematisierte Darstellung einer Regeleinrichtung für einen Gasbrenner;
- Fig. 2:
- eine schematisierte Darstellung einer weiteren Regeleinrichtung für einen Gasbrenner;
- Fig. 3:
- eine schematisierte Darstellung zur Verdeutlichung der erfindungsgemäßen Betriebsweise
der Regeleinrichtungen gemäß Fig. 1 oder Fig. 2; und
- Fig. 4:
- eine weitere schematisierte Darstellung zur weiteren Verdeutlichung der erfindungsgemäßen
Betriebsweise der Regeleinrichtungen gemäß Fig. 1 oder Fig. 2.
[0008] Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 4
in größerem Detail beschrieben.
[0009] Fig. 1 zeigt eine Regeleinrichtung für einen Gasbrenner, mit Hilfe derer einem nicht-dargestellten
Gasbrenner ein Gas-/Luftgemisch zugeführt werden kann. Um dem Gasbrenner einen Gasstrom
zuzuführen, ist eine Gasleitung 10 vorgesehen, wobei in die Gasleitung 10 mindestens
ein Gasventil 11 integriert ist. Die Zuführung von Verbrennungsluft zum nicht-dargestellten
Brenner erfolgt über eine Verbrennungsluftleitung 12, der ein Gebläse 13 zugeordnet
ist.
[0010] Gemäß Fig. 1 ist in die Verbrennungsluftleitung 12 eine Blende bzw. Drosselstelle
14 integriert, wobei die Gasleitung 10 mit einer Gasdüse 15 stromabwärts der Drosselstelle
14 in die Verbrennungsluftleitung 12 mündet. Das Gebläse 13 ist stromaufwärts der
Drosselstelle 14 der Verbrennungsluftleitung 12 zugeordnet, wobei die Drehzahl des
Gebläses den Verbrennungsluftdruck und damit den Verbrennungsluftstrom bestimmt. Die
Regeleinrichtung der Fig. 1 umfasst einen Sensor 16, der vorzugsweise als Differenzdruck-Sensor
bzw. Durchflussmesser ausgebildet ist. Mit einem ersten Messpunkt 17 ist der Sensor
16 an die Gasleitung 10 angeschlossen. Mit einem zweiten Messpunkt 18 hingegen ist
der Sensor 16 an die Verbrennungsluftleitung 12 angeschlossen. In Strömungsrichtung
des Gases ist der erste Messpunkt 17 stromaufwärts der Gasdüse 15 positioniert, der
zweite Messpunkt 18 ist in Strömungsrichtung der Verbrennungsluft stromaufwärts der
Drosselstelle 14 angeordnet. Abhängig vom in der Verbrennungsluftleitung 12 herrschenden
Verbrennungsluftdruck und dem in der Gasleitung 10 herrschenden Gasdruck bzw. abhängig
von dem Durchfluss durch die Verbrennungsluftleitung 12 bzw. Gasleitung 10 erzeugt
der Sensor 16 ein elektrisches bzw. elektronisches Signal 19, welches zur Verstellung
des oder jedes in die Gasleitung 10 integrierten Gasventils 11 verwendet wird. Das
vom Sensor 16 erzeugte, elektrische bzw. elektronische Signal 19 wird einem Regler
20 zugeführt, der aus dem vom Sensor 16 bereitgestellten Signal 19 ein Regelungssignal
21 für einen Stellantrieb 22 erzeugt, mit Hilfe dessen das in Fig. 1 dargestellte
Gasventil 11 betätigt werden kann.
[0011] Die Regeleinrichtung gemäß Fig. 2 entspricht im Wesentlichen der Regeleinrichtung
der Fig. 1, weshalb für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet werden.
Die Regeleinrichtung der Fig. 2 unterscheidet sich von der Regeleinrichtung der Fig.
1 lediglich dadurch, dass bei der Regeleinrichtung der Fig. 2 das Gebläse 13 stromabwärts
der Drosselstelle 14 sowie stromabwärts der Gasdüse 15 in die Verbrennungsluftleitung
12 integriert ist.
[0012] Ein weiterer Unterschied liegt darin, dass der Sensor 16 mit dem zweiten Messpunkt
18 nicht an der Verbrennungsluftleitung 12 angreift, sondern vielmehr an einem Referenzsystem,
in welchem ein Referenzdruck herrscht, der dem Verbrennungsluftdruck entspricht.
[0013] Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, bei den Regeleinrichtungen
der Fig. 1 oder 2 das oder jedes in die Gasleitung 10 integrierte Gasventil 11 bei
laufendem Gebläse 13 derart abhängig von dem vom Sensor 16 bereitgestellten Signal
19 zu betätigen, das abhängig vom zeitlichen Verlauf des vom Sensor 16 bereitgestellten
Signals 19 entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Hierzu werden für den zeitlichen
Verlauf des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals mindestens drei Wertebereiche definiert.
Dann, wenn das vom Sensor 16 bereitgestellte Signal 19 innerhalb mindestens eines
ersten Wertebereichs verläuft, wird das oder jedes in die Gasleitung 10 integrierte
Gasventil 11 geöffnet. Verläuft hingegen das vom Sensor 16 bereitgestellte Signal
19 innerhalb mindestens eines zweiten Wertebereichs, so wird ein Warnsignal generiert
und das oder jedes Gasventil 11 wird ebenfalls geöffnet. Verläuft das vom Sensor 16
bereitgestellte Signal 19 innerhalb mindestens eines dritten Wertebereichs, so wird
ein Warnsignal erzeugt und das oder jedes Gasventil 11 bleibt geschlossen. Weiterhin
erfolgt abhängig davon, in welchem der Wertebereiche das vom Sensor 16 bereitgestellte
Signal 19 verläuft, die Zündung des Gasbrenners. Liegt nämlich der zeitliche Verlauf
des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals 19 innerhalb des oder jedes ersten Wertebereichs
oder innerhalb des oder jedes zweiten Wertebereichs, so erfolgt eine Zündung des Gasbrenners.
Dann hingegen, wenn der zeitliche Verlauf des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals
innerhalb des oder jeden dritten Wertebereichs verläuft, unterbleibt die Zündung des
Gasbrenners. Hierauf wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 und 4 in größerem
Detail eingegangen.
[0014] Im Diagramm der Fig. 3 ist auf der horizontal verlaufenden Achse 23 die Zeit und
auf der vertikal verlaufenden Achse 24 das vom Sensor 16 bereitgestellte Signal 19
aufgetragen.
[0015] Die Kurven 25, 26 und 27 entsprechen zeitlichen Verläufen des vom Sensor 16 bereitgestellten
Signals 19. Im Diagramm der Fig. 3 sind für den zeitlichen Verlauf des vom Sensor
16 bereitgestellten Signals 19 drei Wertebereiche definiert, nämlich ein erster Wertebereich
28, ein zweiter Wertebereich 29 und ein dritter Wertebereich 30, die durch zwei Grenzwerte,
nämlich einen oberen Grenzwert 31 und einen unteren Grenzwert 32, voneinander getrennt
sind. Es liegt im Sinne der hier vorliegenden Erfindung, dass dann, wenn der zeitliche
Verlauf des von dem Sensor 16 bereitgestellten Signals 19 oberhalb des oberen Grenzwerts
31 und damit innerhalb des ersten Wertebereichs 28 liegt (Kurve 25), das oder jedes
in die Gasleitung 10 integrierte Gasventil 11 geöffnet wird. Liegt der zeitliche Verlauf
des von dem Sensor 16 bereitgestellten Signals 19 unterhalb des oberen Grenzwerts
31 sowie oberhalb des unteren Grenzwerts 32 und damit innerhalb des zweiten Wertebereichs
29 (Kurve 26), so wird das oder jedes in die Gasleitung 10 integrierte Gasventil 11
ebenfalls geöffnet und es wird weiterhin ein Warnsignal generiert. Dieses Warnsignal
gibt dann Aufschluss darüber, dass eine Störung des Abgasstroms aus dem Gasbrenner
vorliegen kann. Diese Störung ist dann, wenn der zeitliche Verlauf des vom Sensor
16 bereitgestellten Signals 19 innerhalb des zweiten Wertebereichs 29 liegt, jedoch
noch so gering, dass das oder jedes Gasventil 11 geöffnet werden kann. Weiterhin erfolgt
dann, wenn der zeitliche Verlauf des von dem Sensor 16 bereitgestellten Signals innerhalb
des ersten Wertebereichs 28 oder des zweiten Wertebereichs 29 liegt und demnach das
oder jedes Gasventil 11 geöffnet wird, die Zündung des Gasbrenners. Liegt hingegen
der zeitliche Verlauf des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals unterhalb des unteren
Grenzwerts 32 und damit innerhalb des dritten Wertebereichs 30 (Kurve 27), so bleibt
das oder jedes in die Gasleitung 10 integrierte Gasventil 11 geschlossen und es wird
lediglich ein Warnsignal generiert. In diesem Fall ist die Störung des Abgasstroms
aus dem Gasbrenner so stark, dass kein sicherer Betrieb des Gasbrenners mehr gewährleistet
werden kann. Wie bereits erwähnt, treten die Verläufe der Kurven 25, 26 sowie 27 für
das vom Sensor 16 bereitgestellte Signal 19 üblicherweise dann auf, wenn eine Blockade
des Abgasstroms aus dem Gasbrenner zum Beispiel in Folge einer Verschmutzung einer
Abgasabführung des Gasbrenners vorliegt.
[0016] Fig. 4 zeigt ein weiteres Diagramm mit Wertebereichen für den zeitlichen Verlauf
des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals 19, wobei auf der horizontal verlaufenden
Achse 33 wiederum die Zeit und auf der vertikal verlaufenden Achse 34 wiederum das
vom Sensor 16 bereitgestellte Signal 19 aufgetragen ist. Die Kurven 35, 36 und 37
entsprechen zeitlichen Verläufen des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals 19, die
z. B. dann auftreten, wenn eine Blockade eines Siffons des Gasbrenners vorliegt, welches
der Abführung von Kondensat aus dem Gasbrenner dient. Bei Blockade des Siffons sammelt
sich Kondensat innerhalb des Gasbrenners im Bereich eines Wärmetauschers desselben
und kann die Abführung des Abgasstroms aus dem Gasbrenner behindern. Kurz vor der
Blockade des Abgasstroms durch das Kondensat kann sich der in Fig. 4 gezeigte, oszillierende
Verlauf der Kurven 35, 36, 37 einstellen.
[0017] Auch in Fig. 4 sind wiederum drei Wertebereiche für den zeitlichen Verlauf des vom
Sensor 16 bereitgestellten Signals 19 definiert, nämlich ein erster Wertebereich 38,
ein zweiter Wertebereich 39 sowie ein dritter Wertebereich 40. Die drei Wertebereiche
38, 39 und 40 werden durch zwei vollständig ineinander verschachtelte Werteintervalle
definiert, nämlich durch ein inneres Werteintervall, welches durch Grenzwerte 41 und
42 definiert wird, und durch ein äußeres Werteintervall, welches durch Grenzwerte
43 und 44 definiert wird. Wie bereits erwähnt, umschließt das äußere Werteintervall
das innere Werteintervall vollständig, so dass der erste Wertebereich 38 vom zweiten
Wertebereich 39 vollständig umschlossen ist. Der dritte Wertebereich 40 umschließt
sowohl den ersten Wertebereich 38 als auch den zweiten Wertebereich 39 vollständig.
Dann, wenn der zeitliche Verlauf des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals 19 (Kurve
35) innerhalb des inneren Werteintervalls und damit innerhalb des ersten Wertebereichs
38 liegt, wird im Sinne der Erfindung das oder jedes in die Gasleitung 10 integrierte
Gasventil 11 geöffnet.
[0018] Dann, wenn der zeitliche Verlauf des vom Sensor 16 bereitgestellten Signals 19 außerhalb
des inneren Werteintervalls sowie innerhalb des äußeren Werteintervalls und damit
innerhalb des zweiten Wertebereichs 39 verläuft (Kurve 36), wird das oder jedes in
die Gasleitung 10 integrierte Gasventil 11 ebenfalls geöffnet und weiterhin wird wiederum
ein Warnsignal generiert. In diesen beiden Fällen erfolgt ebenfalls wiederum die Zündung
des Gasbrenners. Liegt hingegen der zeitliche Verlauf des vom Sensor 16 bereitgestellten
Signals außerhalb des äußeren Werteintervalls und damit innerhalb des dritten Wertebereichs
40 (Kurve 37), so bleiben das oder jedes Gasventil geschlossen und es wird lediglich
ein Warnsignal erzeugt. Eine Zündung des Gasbrenners unterbleibt dann.
[0019] Vorzugsweise sind sowohl die Wertebereiche 28 bis 30 der Fig. 3 als auch die Wertebereiche
38 bis 40 der Fig. 4 im Regler 20 hinterlegt, so dass vom Regler 20 automatisch verglichen
werden kann, ob dass vom Sensor 16 bereitgestellte Signal 19 in einen der Wertebereiche
28, 29, 30, 38, 39 bzw. 40 fällt. Abhängig hiervon betätigt dann der Regler 20 das
oder jedes in die Gasleitung 10 integrierte Gasventil sowie eine nicht-dargestellte
Zündeinrichtung des Gasbrenners.
Bezugszeichenliste
[0020]
- 10
- Gasleitung
- 11
- Gasventil
- 12
- Verbrennungsluftleitung
- 13
- Gebläse
- 14
- Drosselstelle
- 15
- Gasdüse
- 16
- Sensor
- 17
- Messpunkt
- 18
- Messpunkt
- 19
- Signal
- 20
- Regler
- 21
- Regelungssignal
- 22
- Stellantrieb
- 23
- Achse
- 24
- Achse
- 25
- Kurve
- 26
- Kurve
- 27
- Kurve
- 28
- Wertebereich
- 29
- Wertebereich
- 30
- Wertebereich
- 31
- Grenzwert
- 32
- Grenzwert
- 33
- Achse
- 34
- Achse
- 35
- Kurve
- 36
- Kurve
- 37
- Kurve
- 38
- Wertebereich
- 39
- Wertebereich
- 40
- Wertebereich
- 41
- Grenzwert
- 42
- Grenzwert
- 43
- Grenzwert
- 44
- Grenzwert
1. Verfahren zum Betreiben eines Gasbrenners, wobei dem Gasbrenner ein Verbrennungsluftstrom
über eine Verbrennungsluftleitung (12) und ein Gasstrom über eine Gasleitung (10),
in der mindestens ein Gasventil (11) angeordnet ist und die mit einer Gasdüse (15)
in der Verbrennungsluftleitung (12) mündet, zugeführt wird, wobei der Gasstrom abhängig
von einem Sensor (16), der einerseits an der den Gasstrom führenden Gasleitung (10)
und andererseits an der den Verbrennungsluftstrom führenden Verbrennungsluftleitung
(12) oder an einem Referenzsystem angreift, derart eingestellt wird, dass das oder
jedes Gasventil (11) anhängig von dem vom Sensor (16) bereistgestellten Signal betätigt
wird, und wobei der Verbrennungsluftstrom durch ein Gebläse (13) eingestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass das oder jedes Gasventil (11) zur Einstellung des Gasstroms durch die Gasleitung
(10) bei laufendem Gebläse (13) derart abhängig von einem vom Sensor (16) bereitgestellten
Signal (19) betätigt wird, dass dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal
innerhalb eines ersten Wertebereichs (28, 38) liegt, der Gasstrom freigegeben wird,
dass dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal innerhalb eines zweiten
Wertebereichs (29, 39) liegt, der Gasstrom freigegeben und gleichzeitig ein Warnsignal
generiert wird, und dass dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal innerhalb
eines dritten Wertebereichs (30, 40) liegt, ein Warnsignal generiert und der Gasstrom
gesperrt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal innerhalb mindestens eines
ersten Wertebereichs (28, 38) oder mindestens eines zweiten Wertebereichs (29, 39)
verläuft, eine Zündung des Gasbrenners erfolgt, und dass dann, wenn das vom Sensor
(16) bereitgestellte Signal innerhalb mindestens eines dritten Wertebereichs (30,
40) verläuft, die Zündung des Gasbrenners unterbleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wertebereich (28), ein zweiter Wertebereich (29) und ein dritter Wertebereich
(30) durch einen unteren Grenzwert (32) und einen oberen Grenzwert (31) definiert
werden, wobei dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal oberhalb des oberen
Grenzwerts (31) und damit innerhalb des ersten Wertebereichs (28) verläuft, das oder
jedes Gasventil (11) geöffnet wird, dass dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte
Signal unterhalb des oberen Grenzwerts (31) sowie oberhalb des unteren Grenzwerts
(32) und damit innerhalb des zweiten Wertebereichs (29) verläuft, das oder jedes Gasventil
(11) geöffnet und gleichzeitig das Warnsignal generiert wird, und dass dann, wenn
das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal unterhalb des unteren Grenzwerts (32) und
damit innerhalb des dritten Wertebereichs (30) verläuft, das Warnsignal generiert
wird und das oder jedes Gasventil (11) geschlossen bleibt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Wertebereich (38), ein zweiter Wertebereich (39) und ein dritter Wertebereich
(40) durch zwei Werteintervalle definiert werden, wobei ein inneres Werteintervall
(41, 42) vollständig von einem äußeren Werteintervall (43, 44) umschlossen ist, wobei
dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal innerhalb des inneren Werteintervalls
und damit innerhalb des ersten Wertebereichs (38) verläuft, das oder jedes Gasventil
(11) geöffnet wird, dass dann, wenn das vom Sensor (16) bereitgestellte Signal außerhalb
des inneren Werteintervalls sowie innerhalb des äußeren Werteintervalls und damit
innerhalb des zweiten Wertebereichs (39) verläuft, das oder jedes Gasventil (11) geöffnet
und gleichzeitig das Warnsignal generiert wird, und dass dann, wenn das vom Sensor
(16) bereitgestellte Signal außerhalb des äußeren Werteintervalls und damit innerhalb
des dritten Wertebereichs (40) verläuft, das Warnsignal generiert wird und das oder
jedes Gasventil (11) geschlossen bleibt.