(19)
(11) EP 2 154 430 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
30.09.2015  Patentblatt  2015/40

(21) Anmeldenummer: 08105048.6

(22) Anmeldetag:  15.08.2008
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
F23N 1/02(2006.01)
F23N 5/12(2006.01)

(54)

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


(84) Benannte Vertragsstaaten:
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:
17.02.2010  Patentblatt  2010/07

(73) Patentinhaber: Siemens Aktiengesellschaft
80333 München (DE)

(72) Erfinder:
  • Lochschmied, Rainer, Dr.
    76287 Rheinstetten-Forchheim (DE)

(74) Vertreter: Maier, Daniel Oliver et al
Siemens AG Postfach 22 16 34
80506 München
80506 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
EP-A- 1 293 727
WO-A-02/095295
EP-A- 1 519 114
GB-A- 2 153 126
   
       
    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).


    Beschreibung


    [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.


    Ansprüche

    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.
     


    Claims

    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).
     


    Revendications

    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).
     




    Zeichnung




















    Angeführte Verweise

    IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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    In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente