(19) |
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(11) |
EP 2 154 430 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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30.09.2015 Patentblatt 2015/40 |
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Anmeldetag: 15.08.2008 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Regeleinrichtung für einen Gasbrenner, sowie Verwendung einer solchen Regeleinrichtung
Control device for a gas burner, and use of the control device
Dispositif de commande pour un brûleur à gaz, et utilisation d'un tel dispositiv
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL
PT RO SE SI SK TR |
(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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17.02.2010 Patentblatt 2010/07 |
(73) |
Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft |
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80333 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Lochschmied, Rainer, Dr.
76287 Rheinstetten-Forchheim (DE)
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(74) |
Vertreter: Maier, Daniel Oliver et al |
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Siemens AG
Postfach 22 16 34 80506 München 80506 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 1 293 727 WO-A-02/095295
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EP-A- 1 519 114 GB-A- 2 153 126
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung und deren Verwendung, mit
einer im Flammenbereich eines Gasbrenners angeordneten Ionisationselektrode, die einen
von der Verbrennung abhängigen Ionisationsstrom erfasst, wobei eine Signalverarbeitungsschaltung
in Abhängigkeit vom Ionisationsstrom eine Regelgrösse für eine Regeleinheit bereitstellt,
welche das Verhältnis von Luft zu Gas bei der Verbrennung nach einem Sollwert einstellt.
Diese Signalverarbeitungsschaltung weist einen Verstärker auf, der mit einem Massepotential
des Gasbrenners verbunden ist. Die Ionisationselektrode ist an eine Wechselspannungsquelle
angeschlossen, die von einer Energieversorgung der Spannungsquelle galvanisch getrennt
ist.
[0002] Die
EP 1 5191 14 A1 zeigt eine Einrichtung zur Flammenüberwachung mittels einer Ionisationselektrode.
Das Elektrodensignal wird einfach verstärkt und in einem Feuerungsautomaten verarbeitet.
Diese Einrichtung ist mit einem Transformator als Spannungsquelle ausgestattet. Die
EP 1 5191 14 A1 lehrt es nicht, laufend Änderungen der Netzspannung zu berücksichtigen, oder wie
solche Änderungen zuverlässig und günstig berücksichtigbar sind. Ohnehin unterbricht
die Einrichtung regelmässig die Spannungsversorgung an die Ionisationselektrode, und
würde eine Luftzahlregelung mittels der Ionisationselektrode sich jeweils nur langsam
wieder einpendeln.
[0003] Eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der
EP 1 154 203 B1 bekannt. Bei der in der Patentschrift beschriebenen Regeleinrichtung wird beispielsweise
eine Netzwechselspannung über ein kapazitives Koppelglied (Blockkondensator) der Messeinrichtung
aufgeschaltet. Der Blockkondensator trennt hierbei den von der Flamme verursachten
Gleichstromanteil von der Wechselspannung und schirmt die Messeinrichtung beispielsweise
gegenüber im Spannungsnetz auftretenden Störungen ab. Damit eine einwandfreie Funktion
der Messeinrichtung gewährleistet ist, darf der Blockkondensator während der Messung
nicht ausfallen.
[0004] Die
EP 1 293 727 A1 zeigt eine gleiche Eingangsschaltung wie die
EP 1 154 203 B1. Zusätzlich zeigt sie mehr detailliert eine Regeleinheit um das Verhältnis von Luft
zu Gas für die Verbrennung nach einem Sollwert einzustellen.
[0005] Insbesondere bei einer auf einer Messung des Ionisationsstromes basierenden Gas-Luftverbundregelung
ist es wichtig, dass die zur Messung verwendete Wechselspannung sich nicht infolge
von Netzstörungen ändert, was ein fehlerbehaftetes Messergebnis zur Folge hätte.
[0006] Eine Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist z.B. aus der
EP-A-1 519 114 bekannt. Ausgehend von dieser Schrift liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine
Regeleinrichtung mit einer Signalverarbeitungsschaltung vorzuschlagen, die unempfindlich
gegen über Spannungsschwankungen ist und mit einem einfachen Aufbau eine zuverlässige
Messung und fehlerfreie Verarbeitung des Messsignals zu einer Regelgrösse für eine
Gas-Luftverbundregelung ermöglicht.
[0007] Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
[0008] Die Erfindung hat den Vorteil dass für die Regelung vom Messsignal abhängige Kenngrössen,
wie z. B. geglätteter Ionisationsstrom, Spitzen- oder Effektivwert des Ionisationsstromes,
Flammenwiderstand, mit einfachem Aufbau zuverlässig gemessen und fehlerfrei verarbeitet
als Regelgrösse verwendet werden. Daher ist die darauf basierende Regelung z. B. gegenüber
im Netz auftretenden Störungen unabhängig. Auch kann die Signalverarbeitungsschaltung
kostengünstig aus wenigen Bauteilen bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit aufgebaut
sein. Die Erfindung wird vorzugsweise in Verbindung mit einem Vormischbrenner eingesetzt.
[0009] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und
sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
[0010] Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren
beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Gas-Luftverbundregelung,
Figur 2 ein elektrisches Ersatzschaltbild einer Flamme,
Figuren 3a und 3b ein erstes Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung
mit Signalverlauf,
Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Gas-Luftverbundregelung,
Figur 5 ein zweits Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung,
Figur 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Gas-Luftverbundregelung,
Figuren 7a und 7b ein drittes Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung
mit Signalverlauf.
[0011] Figur 1 zeigt in einem Funktionsblockschaltbild eine Gas-Luftverbundregelung mit
einem Gasbrenner mit Flamme 1 wobei im Flammenbereich 1 eine Ionisationselektrode
2 angeordnet ist, die über eine Leitung 14 mit einer Signalverarbeitungsschaltung
3 verbunden ist. Die Signalverarbeitungsschaltung 3 ist an eine Spannungsversorgung
13 angeschlossen und über eine Leitung 15 mit dem Massepotential 15 des Gasbrenners
verbunden. Die Signalverarbeitungsschaltung 3 stellt in Abhängigkeit von dem Messsignal
der Ionisationselektrode eine Regelgrösse 21 für die Regeleinheit 4 bereit. Im Falle
einer Wärme- bzw. Leistungsanforderung 19, 20, generiert die Regeleinheit 4 entsprechende
Steuersignale 16, 17, wodurch die Luft- bzw. Gasmenge 10, 11 eingestellt werden kann.
Das Steuersignal 16 steuert z. B. ein Gasventil 5 und das Steuersignal 17 steuert
ein Gebläse 6. Dem Gebläse 6 wird z. B. Umgebungsluft 8 zugeführt und das Gasventil
5 ist an eine Gasversorgung 9 angeschlossen. Ein Mischer 7 mischt die durch das Gebläse
6 eingestellte Luftmenge 10 mit der durch das Gasventil 5 eingestellten Gasmenge 11
zu einem Gemisch 12, welches der Gasbrenner 1 verbrennt. Das Signal 18 ist optional
und bezeichnet eine Rückmeldung der Gebläsemenge 10.
[0012] Figur 2 zeigt ein elektrisches Ersatzschaltbild für eine Gasbrennerflammel mit einer
gleichrichtenden Flammendiode DF und einem Flammenwiderstand RF. Dieses elektrische
Ersatzschaltbild beschreibt die Eigenschaften der Flamme in der Regel ausreichend
genau.
[0013] Figur 3a zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Signalverarbeitungsschaltung
3, die beispielsweise in Verbindung mit der in Figur 1 dargestellten Gas-Luftverbundregelung
eingesetzt wird. Die Signalverarbeitungsschaltung 3 weist eine Spannungsquelle S,
z. B. einen Transformator auf, an dessen Primärkreis eine Energieversorgung, z. B.
eine Netzspannung 13 angeschlossen ist. Der Sekundärkreis des Transformators S stellt
eine Wechselspannung 25 bereit, die von der Netzspannung 13 galvanisch getrennt ist.
Die Wechselspannung 25 ist über eine Leitung 14 mit der im Flammenbereich 1 des Gasbrenners
angeordneten Ionisationselektrode 2 elektrisch verbunden.
[0014] Gemäß dem in Figur 2 gezeigten Flammenersatzschaltbild fließt von der Ionisationselektrode
2 ein Ionisationsstrom 26 mit einem von der Flammendiode DF verursachten Gleichstromanteil
zu einem Massepotential 15 des Gasbrenners und von dort zu einem Verstärker, der z.
B. einen Operationsverstärker IC1 und einen Rückkopplungswiderstand R2 umfasst. Der
Eingang des Verstärkers ist mit dem Massepotential (15) des Gasbrenners verbunden.
Parallel zum Widerstand R2 ist ein Kondensator C1 geschaltet, wodurch nur der von
der Flamme 1 bzw. von der Flammendiode DF verursachte Gleichstromanteil des Ionisationsstromes
26 verstärkt wird. Der Gleichstromanteil fliesst über einen Widerstand R1 durch die
Spannungsquelle S zur Ionisationselektrode 2 und von dieser durch die Flamme 1 zum
Massepotential 15. Dadurch wird ein geschlossener Stromkreis gebildet. Der Widerstand
R1 begrenzt im Falle eines Kurzschlusses der Ionisationselektrode 2 zum Massepotential
15 den im Stromkreis fließenden Strom. Am Ausgang des Verstärkers sind ein Widerstand
R3 und ein Kondensator C2 in Reihe geschaltet, wodurch der verstärkte Gleichstromanteil
geglättet wird. Dieser wird von der Signalverarbeitungsschaltung 3 als Regelgrösse
21 der in Figur 1 gezeigten Regeleinheit 4 zur Verfügung gestellt.
[0015] Die Funktionsweise der in Figur 3a gezeigten Signalverarbeitungsschaltung wird anhand
des in Figur 3b dargestellten Diagramms verdeutlicht. Dieses zeigt den Signalverlauf
für eine Flamme mit einem Flammenwiderstand RF gemäß dem Ersatzschaltbild der Figur
2. Die Amplitude und die Kurvenform der Wechselspannung 25 sind bekannt, wobei sich
in Abhängigkeit von der Verbrennung der Ionisationsstrom 26 und der geglättete Gleichstromanteil
21 einstellen. Im Fall A ist die Verbrennung von einem Gas mit hohem Energieinhalt
dargestellt. Fall B zeigt den Fall, dass der Energieinhalt des Gases bei der Verbrennung
gegenüber Fall A geringer, d.h. niederkalorischer wird. In diesem Fall sinkt bei gleicher
Wechselspannung 25 der Ionisationsstrom 26 und als Folge dessen sinkt der Signalpegel
des Gleichstromanteils 21.Diese Signaländerung wird von der in Figur 1 gezeigten Regeleinheit
4 als Abweichung der Regelgrösse vom Sollwert erfasst und die Regeleinheit erhöht
daraufhin die Gasmenge, bis sich der Signalpegel des Gleichstromanteils 21 wieder
dem Sollwert wie in A angeglichen hat. Der geringere Energieinhalt des Gases B kann
durch eine Erhöhung der Gasmenge bzw. durch eine Reduzierung der Luftmenge ausgeglichen
werden, so dass das Gas-Luft-Verhältnis wieder gleich ist.
[0016] Die in Figur 4 gezeigte Signalverarbeitungsschaltung 3 besteht aus den Teilen 3a
und 3c. Der Teil 3a ist in Figur 5 im Detail dargestellt. Der Teil 3c kann z. B. als
Mikrocontroller ausgeführt sein, der das von der Schaltung 3a bereitgestellte Signal
3b zu einer Regelgrösse 21 für die Regeleinheit 4 verarbeitet.
[0017] Bei der in Figur 5 gezeigten Schaltung 3a wird der Ionisationsstrom 26 von dem Verstärker,
der den Operationsverstärker IC1 und den Widerstand R2 umfasst, zu einem Signal 3b
verstärkt. Das Signal 3b ist z. B. der Spitzenwert des Ionisationsstromes 26. Dieser
Wert wird dann als Regelgröße 21 von der Regeleinheit 4 verwendet. Alternativ kann
jedoch auch der Effektivwert des Ionisationsstromes als Regelgrösse verwendet werden.
[0018] Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Gas-Luftverbundregelung, die zusätzlich
eine Verarbeitungseinheit 23 aufweist. Diese bestimmt ausgehend von den von der Signalverarbeitungsschaltung
3 erhaltenen Signalen bzw. Größen 21 und 22 den in Figur 2 dargestellten Flammenwiderstand
RF. Der berechnete Flammenwiderstand RF wird dann als Regelgrösse 24 der Regeleinrichtung
4 zur Verfügung gestellt. Die in Figur 6 gezeigte Signalverarbeitungsschaltung 3 ist
in Figur 7a im Detail dargestellt. Die Funktionsweise der Signalverarbeitungsschaltung
3 wird anhand des in Figur 7b gezeigten Diagramms in Zusammenhang mit dem Ersatzschaltbild
gemäß Figur 2 verdeutlicht.
[0019] Die Signalverarbeitungsschaltung 3 weist einen zweiten Verstärker auf, der z. B den
Operationsverstärker IC2, die Diode D1 und den Widerstand R6 umfasst. Der Eingang
des zweiten Verstärkers ist über einen Widerstand R4 mit dem ersten Verstärker, der
einen Operationsverstärker IC1 und einen Rückkopplungswiderstand R2 umfasst, in Reihe
geschaltet. Zwischen dem Widerstand R4 und der Spannungsquelle S ist ein Widerstand
R5 geschaltet, der parallel zu dem von der Ionisationselektrode 2, der Flamme 1 und
dem ersten Verstärker gebildeten Strompfad liegt. Der Widerstand R5 bewirkt, dass
ein kleiner Wechselstromanteil mit Nulldurchgang durch den Widerstand R1 fließt.In
der Sperr-Halbwelle der Flame 1 fließt durch R4 ausschliesslich der Wechselstromanteil
aus dem Widerstand R5. In der Durchlass-Halbwelle der Flamme addiert sich zu diesem
der von der Flamme 1 bzw. der Flammendiode DF stammende Gleichstromanteil. Am Widerstand
R4 liegt die Spannung 27 an. Am Ausgang des zweiten Verstärkers sind ein Widerstand
R7 und ein Kondensator C3 in Reihe geschaltet, wodurch das in Figur 7b gezeigte Signal
22 erhalten wird.
[0020] Das in Figur 7b dargestellte Diagramm zeigt bei vorhandener Flamme die Wechselspannung
25, den Spitzenwert 22 der oberen Sperr-Halbwelle, den Ionisationsstrom 26, den geglätteten
Gleichstromanteil 21 und die am Widerstand R4 liegende Spannung 27. Im vorliegenden
Fall ist bei der Wechselspannung 25 nur die Kurvenform bekannt. Die Amplitude der
Wechselspannung 25 kann jedoch aus dem Spitzenwert des Signals 22 berechnet werden.
Der Flammenwiderstand RF kann dann ausgehend von dem Signal 21 zum jeweiligen Zeitpunkt
bestimmt werden und wie in Figur 6 gezeigt von der Regeleinheit 4 als Regelgrösse
24 verwendet werden. Damit haben Schwankungen der Energieversorgung 13 oder Bauteiltoleranzen
der Spannungsquelle S keine Auswirkungen auf die Regelgrösse 24.
[0021] Fall A und B zeigen die Verbrennung mit unterschiedlichen Energieinhalten. Fall B
zeigt die Verbrennung mit einem Gas von geringem Energieinhalt und Fall A zeigt die
Verbrennung von einem Gas, dessen Energieinhalt höher, d. h. hochkalorischer ist.
Im Fall A steigt bei gleicher Wechselspannung 25 der Ionisationsstrom 26 gegenüber
Fall B und infolge dessen steigt der Signalpegel des Gleichstromanteils 21. Diese
Signaländerung wird von der in Figur 6 gezeigten Regeleinheit 4 als Abweichung vom
Sollwert erfasst. Die Regeleinheit 4 reduziert daraufhin die Gasmenge, bis sich der
Signalpegel des Gleichstromanteils 21 wieder dem Sollwert wie in B angeglichen hat.
Der höhere Energieinhalt des Gases B kann alternativ auch durch eine Erhöhung der
Luftmenge ausgeglichen werden.
1. Regeleinrichtung mit einer im Flammenbereich (1) eines Gasbrenners angeordneten Ionisationselektrode
(2), die einen von der Verbrennung abhängigen Ionisationsstrom (26) erfasst,
mit einer Signalverarbeitungsschaltung (3), die in Abhängigkeit vom Ionisationsstrom
(26) eine Regelgrösse (21, 24) für eine Regeleinheit (4) bereitstellt, wobei die Regeleinheit
(4) das Verhältnis von Luft zu Gas für die Verbrennung nach einem Sollwert einstellt,
wobei die Signalverarbeitungsschaltung (3) einen Verstärker (IC1, R2) aufweist, der
mit einem Massepotential (15) des Gasbrenners verbunden ist, und
wobei die Ionisationselektrode (2) an eine Spannungsquelle (S) angeschlossen ist,
die eine Wechselspannung (25) erzeugt, und die von einer Energieversorgung (13) der
Spannungsquelle (S) galvanisch getrennt ist und die Wechselspannung (25) der Ionisationselektrode
(2) aufgeschaltet ist, wobei von der Ionisationselektrode (2) durch die Flamme (1)
ein Ionisationsstrom (26) mit einem von der Flamme (1) verursachten Gleichstromanteil
zum Verstärker (IC1, R2) fliesst,
der Verstärker (IC1, R2) den Ionisationsstrom (26) oder den von der Flamme (1) verursachten
Gleichstromanteil verstärkt, wobei der Gleichstromanteil durch die Spannungsquelle
(S) zur Ionisationselektrode (2) fliesst und mit der Flamme (1) einen geschlossenen
Stromkreis bildet, dadurch gekennzeichnet, dass
die Signalverarbeitungsschaltung (3) einen zweiten Verstärker (IC2, D1, R6) aufweist,
dessen Eingang über einen Widerstand (R4) mit dem ersten Verstärker (IC1, R2) in Reihe
geschaltet ist,
zwischen dem Widerstand (R4) und der Spannungsquelle (S) ein Widerstand (R5) geschaltet
ist, der parallel zu dem von der Ionisationselektrode (2), der Flamme (1) und dem
ersten Verstärker (IC1, R2) gebildeten Strompfad liegt, und am Ausgang des zweiten
Verstärkers (IC2, D1, R6) ein Widerstand (R7) und ein Kondensator (C3) in Reihe geschaltet
sind, wodurch ein Signal (22) für eine Verarbeitungseinheit (23) bereitgestellt wird.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
im geschlossenen Stromkreis ein Widerstand (R1) vorgesehen ist, der im Falle eines
Kurzschlusses der Ionisationselektrode (2) zum Massepotential (15) den im Stromkreis
fliessenden Strom begrenzt.
3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
die Spannungsquelle (S) ein Transformator ist, dessen Primärkreis an die Energieversorgung
(13) angeschlossen ist, und
der Sekundärkreis des Transformators (S) die Wechselspannung (25) liefert.
4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
parallel zu dem Widerstand (R2) des ersten Verstärkers (IC1, R2) ein Kondensator (C1)
geschaltet ist, wodurch nur der Gleichstromanteil des Ionisationsstromes (26) verstärkt
wird.
5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
am Ausgang des ersten Verstärkers (IC1, R2) wenigstens ein Widerstand (R3) und ein
Kondensator (C2) in Reihe geschaltet sind, wodurch der vom ersten Verstärker (IC1,
R2) verstärkte Gleichstromanteil geglättet wird.
6. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verarbeitungseinheit (23) ausgehend von dem verstärkten Gleichstromanteil oder
Ionisationsstrom (26) und dem Signal (22) einen Flammenwiderstand (RF) bestimmt, der
von der Verarbeitungseinheit (23) als Regelgrösse (24) für die Regeleinheit (4) bereitgestellt
wird.
7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der vom ersten Verstärker (IC1, R2) verstärkte Ionisationsstrom (26) von einem Mikrocontroller
(3c) zu der Regelgrösse (21) verarbeitet wird.
8. Verwendung der Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 für einen Vormischbrenner
mit einem Mischer (7), der eine durch ein Gebläse (6) erhaltene Luftmenge (10) mit
einer durch ein Gasventil (5) erhaltenen Gasmenge (11) mischt, wobei die Regeleinheit
(4) das Verhältnis der Luft- und Gasmenge (10, 11) in Abhängigkeit von einer Abweichung
der Regelgrösse (21, 24) vom Sollwert regelt, wobei die Regeleinheit (4) zur Einstellung
der Luft- und Gasmenge (10, 11) entsprechende Steuersignale (16, 17) für das Gasventil
(5) und das Gebläse (6) generiert.
1. Control device having an ionisation electrode (2) arranged in the flame area (1) of
a gas burner, said ionisation electrode recording an ionisation current (26) dependent
on the combustion,
having a signal processing circuit (3), which, as a function of the ionisation current
(26), provides a control variable (21, 24) for a control unit (4), wherein the control
unit (4) adjusts the ratio of air to gas for the combustion in accordance with a target
value,
wherein the signal processing circuit (3) has an amplifier (IC1, R2), which is connected
to a ground potential (15) of the gas burner, and
wherein the ionisation electrode (2) is connected to a voltage source (S), which generates
an alternating voltage (25) and is galvanically isolated from a power supply (13)
of the voltage source (S) and the alternating voltage (25) is applied to the ionisation
electrode (2), wherein an ionisation current (26) with a DC component caused by the
flame (1) flows from the ionisation electrode (2) through the flame (1) to the amplifier
(IC1, R2),
the amplifier (IC1, R2) amplifies the ionisation current (26) or the DC component
caused by the flame (1), wherein the DC component flows through the voltage source
(S) to the ionisation electrode (2) and forms a closed electric circuit with the flame
(1), characterised in that
the signal processing circuit (3) has a second amplifier (IC2, D1 R6), the input of
which is connected in series with the first amplifier (IC1, R2) by way of a resistor
(R4),
a resistor (R4) which is parallel to the current path formed by the ionisation electrode
(2), the flame (1) and the first amplifier (IC1, R2) is connected between the resistor
(R4) and the voltage source (S), and
a resistor (R7) and a capacitor (C3) are connected in series at the output of the
second amplifier (IC2, D1, R6), whereby a signal (22) is provided for a processing
unit (23).
2. Control device according to claim 1, characterised in that a resistor (R1) is provided in the closed electric circuit, said resistor (R1) limiting
the current flowing in the current circuit in the event of a short-circuit of the
ionisation electrode (2).
3. Control device according to claim 1 or 2, characterised in that the voltage source (S) is a transformer, the primary circuit of which is connected
to the power supply (13), and the secondary circuit of the transformer (S) supplies
the alternating voltage (25).
4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterised in that a capacitor (C1) is connected in parallel to the resistor (R2) of the first amplifier
(IC1, R2), whereby only the DC component of the ionisation current (26) is amplified.
5. Control device according to claim 4, characterised in that at least one resistor (R3) and a capacitor (C2) are connected in series at the output
of the first amplifier (IC1, R2), whereby the DC component amplified by the first
amplifier (IC1, R2) is smoothed.
6. Control device according to claim 1, characterised in that the processing unit (23) determines a flame resistance (RF) based on the amplified
DC component or ionisation current (26) and the signal (22), said flame resistance
(RF) being provided by the processing unit (23) as a control variable (24) for the
control unit (4).
7. Control device according to one of claims 1 to 3, characterised in that the ionisation current (26) amplified by the first amplifier (IC1, R2) is processed
by a microcontroller (3c) to the control variable (21).
8. Use of the control device according to one of claims 1 to 7 for a premix burner with
a mixer (7), which mixes an air quantity (10) obtained by a fan (6) with a gas quantity
(11) obtained by a gas valve (5), wherein the control unit (4) controls the ratio
of the air and gas quantity (10, 11) as a function of a deviation of the control variable
(21, 24) from the target value, the control unit (4) for adjusting the air and gas
quantity (10, 11) generates corresponding control signals (16, 17) for the gas valve
(5) and the fan (6).
1. Dispositif de régulation comprenant une électrode d'ionisation (2) disposée dans la
zone de flamme (1) d'un brûleur à gaz et qui détecte un courant d'ionisation (26)
qui dépend de la combustion,
comprenant un circuit de traitement de signal (3) qui fournit en fonction du courant
d'ionisation (26) une grandeur réglée (21, 24) pour une unité de réglage (4),
l'unité de réglage (4) réglant le rapport air/gaz pour la combustion selon une valeur
de consigne,
ledit circuit de traitement de signal (3) comportant un amplificateur (IC1, R2) qui
est relié à un potentiel de masse (15) du brûleur à gaz, et
ladite électrode d'ionisation (2) étant connectée à une source de tension (S) qui
produit une tension alternative (25) et qui est séparée galvaniquement d'une alimentation
en énergie (13) de la source de tension (S), et la tension alternative (25) étant
appliquée à l'électrode d'ionisation (2), un courant d'ionisation (26) avec une composante
de courant continu générée par la flamme (1) circulant de l'électrode d'ionisation
(2) à travers la flamme (1) vers l'amplificateur (IC1, R2),
l'amplificateur (IC1, R2) amplifiant le courant d'ionisation (26) ou la composante
de courant continu générée par la flamme (1), ladite composante de courant continu
circulant à travers la source de tension (S) vers l'électrode d'ionisation (2) et
formant avec la flamme (1) un circuit fermé,
caractérisé en ce que
le circuit de traitement de signal (3) comporte un second amplificateur (IC2, D1,
R6), dont l'entrée est connectée en série avec le premier amplificateur (IC1, R2)
par l'intermédiaire d'une résistance (R4),
entre la résistance (R4) et la source de tension (S) est connectée une résistance
(R5), parallèle au trajet de courant formé par l'électrode d'ionisation (2), la flamme
(1) et le premier amplificateur (IC1, R2), et
à la sortie du second amplificateur (IC2, D1, R6) sont connectés en série une résistance
(R7) et un condensateur (C3), fournissant ainsi un signal (22) pour une unité de traitement
(23).
2. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le circuit fermé comporte une résistance (R1) qui limite le courant circulant dans
le circuit en cas de court-circuit de l'électrode d'ionisation (2) par rapport au
potentiel de masse (15).
3. Dispositif de régulation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que
la source de tension (S) est un transformateur dont le circuit primaire est connecté
à l'alimentation en énergie (13), et
le circuit secondaire du transformateur (S) fournit la tension alternative (25).
4. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
un condensateur (C1) est connecté en parallèle à la résistance (R2) du premier amplificateur
(IC1, R2), amplifiant ainsi uniquement la composante de courant continu du courant
d'ionisation (26).
5. Dispositif de régulation selon la revendication 4, caractérisé en ce que
au moins une résistance (R3) et un condensateur (C2) sont connectés en série à la
sortie du premier amplificateur (IC1, R2), lissant ainsi la composante de courant
continu amplifiée par le premier amplificateur (IC1, R2).
6. Dispositif de régulation selon la revendication 1, caractérisé en ce que
l'unité de traitement (23) détermine sur la base de la composante de courant continu
amplifiée ou du courant d'ionisation (26) amplifié et du signal (22) une résistance
de la flamme (RF) qui est fournie par l'unité de traitement (23) en tant que grandeur
réglée (24) pour l'unité de réglage (4).
7. Dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
le courant d'ionisation (26) amplifié par le premier amplificateur (IC1, R2) est converti
en grandeur réglée (21) par un microcontrôleur (3c).
8. Utilisation du dispositif de régulation selon l'une des revendications 1 à 7 pour
un brûleur à pré-mélange doté d'un mélangeur (7) qui mélange une quantité d'air (10)
obtenue par un ventilateur (6) avec une quantité de gaz (11) obtenue par une vanne
à gaz (5), l'unité de réglage (4) réglant le rapport des quantités air/gaz (10, 11)
en fonction d'un écart entre la grandeur réglée (21, 24) et la valeur de consigne,
l'unité de réglage (4) générant pour le réglage des quantités d'air et de gaz (10,
11) des signaux de commande (16, 17) correspondants pour la vanne à gaz (5) et le
ventilateur (6).
IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE
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