(19)
(11) EP 1 186 831 B1

(12) EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT

(45) Hinweis auf die Patenterteilung:
17.12.2003  Patentblatt  2003/51

(21) Anmeldenummer: 01117153.5

(22) Anmeldetag:  14.07.2001
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC)7F23N 5/00, F23N 5/12, F23N 5/24

(54)

Regeleinrichtung für einen luftzahlgeregelten Brenner

Apparatus controlling the air/fuel ratio of a burner

Appareil de regulation du rapport air/combustible d'un bruleur


(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

(30) Priorität: 05.09.2000 DE 10044633

(43) Veröffentlichungstag der Anmeldung:
13.03.2002  Patentblatt  2002/11

(73) Patentinhaber: Siemens Building Technologies AG
8008 Zürich (CH)

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

(74) Vertreter: Berg, Peter, Dipl.-Ing. et al
European Patent Attorney, Siemens AG, Postfach 22 16 34
80506 München
80506 München (DE)


(56) Entgegenhaltungen: : 
DE-A- 3 937 290
US-A- 4 436 505
DE-A- 19 631 821
   
       
    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 Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

    [0002] In einem Brenner muss das Verhältnis der Luftmenge zur Brennstoffmenge, genannt Luftzahl oder Lambda, im gesamten Leistungsbereich entweder durch eine Steuerung oder durch eine Regelung aufeinander abgestimmt sein. In der Regel soll Lambda leicht über dem stöchiometrischen Wert 1 sein, zum Beispiel 1,3.

    [0003] Luftzahlgeregelte Brenner reagieren, anders als gesteuerte Brenner, auf äußere Einflüsse, welche die Verbrennung verändern. Beispielsweise kann die Verbrennung nach einer Änderung der Brennstoffart oder der Luftdichte nachgeregelt werden. Sie haben einen höheren Wirkungsgrad, damit eine höhere Effizienz sowie niedrigere Schadstoff- und Russemissionen. Die Umweltbelastung ist geringer, die Lebensdauer wird verlängert.

    [0004] Eine Regelung der Luftzahl ist besonders effektiv, wenn mit einem Sensor die Qualität der Verbrennung beobachtet werden kann. Typisch werden bei bekannten Brennern Sauerstoffsensoren im Abgaskanal, Temperatursensoren auf der Brenneroberfläche oder UV-Sensoren in der Brennkammer verwendet. Neuere Entwicklungen basieren auf der Ionisationselektrode, die schon lange standardmäßig zur Überwachung der Flamme in Brennern eingesetzt wird.

    [0005] Luftzahlgeregelte Brenner, die eine lonisationselektrode als Flammensensor benutzen, sind aus der DE-PS 196 18 573 bekannt. Solche Brenner überprüfen den Regelkreis unter anderem dadurch, dass das Messsignal eine Sicherheitsmarge um den Regelsollwert während des Regelbetriebes nicht langfristig verlassen soll. Trifft dies dennoch zu, so schaltet der Brenner ab.

    [0006] Es ist zumeist wenig sinnvoll, die Luftzahl sofort nach der Zündung zu regeln, da das lonisationssignal erst im thermisch eingeschwungenen Zustand repräsentativ für die Verbrennung ist. Daher wird das Verhältnis von Luft und Brennstoff zunächst gesteuert, beispielsweise während der ersten Minute nach der Inbetriebsetzung. Erst danach wird es genau ausgeregelt.

    [0007] Weiterhin ist es bekannt, dass während des Zündvorgangs die Luftzahl variiert wird, damit ein für die gelieferte Brennstoffart gutes Gemisch gefunden werden kann. Auf diesen Luftzahlwert wird im weiteren Startvorgang gesteuert. Auch davon ist ein Beispiel in der DE-PS 196 18 573 beschrieben. Ein solcher Brenner fährt während des Zündvorgangs den Gasanteil bei festem Luftvolumenstrom solange hoch, bis die lonisationselektrode eine Flamme detektiert. Die Anfahrsteuerung behält die der Zündung entsprechende Gasventilstellung bei, obwohl das Gas-Luft-Gemisch typisch etwas zu fett ist. Erst nachdem das System seine Betriebstemperatur erreicht hat, wird auf Regelung mittels lonisationssignal umgeschaltet.

    [0008] Neben dem Startverhalten des Brenners ist es denkbar, dass später aus anderen Gründen das lonisationssignal nicht repräsentativ für die Verbrennung ist oder der Regelkreis durch äußere Einflüsse instabil wird. Auch dann kann die Regelung zeitweise abgeschaltet und die Luftzahl während dieser Zeit gesteuert werden.

    [0009] Die Steuerperiode sollte so kurz wie möglich sein, da äußere Einflüsse während dieser Zeit nicht ausgeregelt werden können. Zudem sollte die Qualität der Steuerung unter den konkreten Umständen wenigstens marginal und auf Plausibilität überwacht werden. Wird die Stellung des Brennstoffsventils oder des Luftgebläses während der Steuerperiode nicht durch zusätzliche Maßnahmen überwacht, so können bei einem Defekt die zulässigen Emissionswerte stark überschritten werden.

    [0010] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Qualitätsüberwachung während solcher Steuerperioden kostengünstig und in einfacher Art zu verbessern.

    [0011] Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

    [0012] Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

    [0013] Es zeigen
    Figur 1
    ein Blockschaltbild einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung,
    Figur 2 und
    den zeitlichen Ablauf des Aufstarten des Brenners mit der Regeleinrichtung
    Figur 3
    einen alternativen zeitlichen Ablauf des Aufstarten des Brenners mit der Regeleinrichtung.


    [0014] In der Figur 1 bedeutet 1 die Flamme eines luftzahlgeregelten Gasbrenners. Eine lonisationselektrode 2 ragt in den Bereich der Flamme 1. Die Flamme 1 wird von einem stellbaren Luftgebläse 3 und einem stellbaren Gasventil 4 gespeist. Ein Sicherheitsventil 5 in der Gaszufuhr sorgt für ein fehlerfreies Abschalten im Falle einer Störungsmeldung.

    [0015] Statt eines Luftgebläses wird bei manchen atmosphärischen Brennern die Luft durch den Brennerzug zugeführt und kann durch eine stellbare Luftklappe kontrolliert werden.

    [0016] Eine Regeleinrichtung 6 stellt das Luftgebläse 3, das Gasventil 4 und das Sicherheitsventil 5 wie folgt.

    [0017] Das Stellglied des Luftgebläses 3 wird mittels eines Leistungsanforderungssignals 7 auf eine Drehzahl angesteuert, welche einem Drehzahlsignal 8 entspricht, das als Eingabeparameter für die Leistungsanforderung verwendet wird.

    [0018] Natürlich kann auch eine andere Größe, z. B. das Messsignal eines Differenzdruckmessers im Belüftungskanal, als Leistungsgröße verwendet werden.

    [0019] Das stellbare Gasventil 4 wird von einem Stellsignal 9 über einen nicht gezeichneten Motor angetrieben. Ein nicht gezeichneter mechanischer Druckregler ist zwischengeschaltet.

    [0020] Das Sicherheitsventil 5 wird gegen Federdruck geöffnet, solange ein Freigabesignal 10 anliegt.

    [0021] Im Normalbetrieb wird die Luftzahl über die lonisationselektrode 2 geregelt. Die Abstimmung des Stellsignals 9 auf das Drehzahlsignal 8 erfolgt durch Beobachtung von Strom und Spannung an der lonisationselektrode 2 als Maß der Flammenqualität.

    [0022] Das Drehzahlsignal 8 wird über ein Filter 11 zu einer Steuereinheit 12 geführt, welche als Programmteil in einem Mikroprozessor realisiert ist. Dort sind Kenndaten gespeichert, welche die Kennlinien eines ersten und eines zweiten Steuersignals 13 beziehungsweise 14 festlegen. Diese Kennlinien repräsentieren zu jeder Drehzahl eine unter ihren respektiven Umständen erwünschte Größe des Stellsignals 9, hier für zwei Gasarten mit unterschiedlichen spezifischen Energiewerten. Die Steuersignale 13, 14 werden einem Regler 15 zugeführt, wo sie anhand der Flammenqualität in einem Stellmodul 16 gewichtet und aufaddiert werden um das Stellsignal 9 zu bilden. Der Regler 15 ist als Programmteil in einem Mikroprozessor realisiert.

    [0023] Zugleich wird die Qualität und Präsenz der Flamme 1 von der lonisationselektrode 2 ermittelt. Ein Sensorauswerter 17 bereitet daraus zwei Signale auf. Ein Sensorsignal 18 ist ein Maß für die Qualität der Flamme 1. Ein Überwachungssignal 19 gibt ein Erlöschen der Flamme 1 einer Überwachungseinheit 20 im Regler 15 weiter.

    [0024] Die Überwachungseinheit 20 unterbricht auf ein entsprechendes Überwachungssignal 19 hin das Freigabesignal 10 und schließt dadurch das Sicherheitsventil 5. Somit hört die Gaszufuhr auf.

    [0025] Auch das Sensorsignal 18 wird dem Regler 15 zugeführt. Dort wird es zuerst mittels eines Tiefpassfilters 21 geglättet, um Störimpulse und Flackern zu unterdrücken. In einer Vergleichseinheit 22 wird ein von der Steuereinheit 12 erzeugtes und über eine Korrektureinheit 23 geführtes Sollwertsignal 24 subtrahiert. Das Sollwertsignal 24 repräsentiert über eine Kennlinie zu jeder Drehzahl eine erwünschte Größe des Sensorsignals 18. Aus der Differenz wird von einem Proportionalregler 25 und einer parallelen Integriereinheit 26 der interne Regelwert x neu ermittelt, der die beiden Steuersignale 13 und 14 neu gewichtet und damit das Stellsignal 9 verändert.

    [0026] Alternativ kann der Regelwert x natürlich durch andere Reglertypen, beispielsweise einen PID-Regler oder einen Zustandsregler, erzeugt werden.

    [0027] Das Sensorsignal 18 wird somit im Normalbetrieb auf seinen zur aktuellen Leistung gehörigen Sollwert geregelt und die Verbrennung erhält die über das Sollwertsignal 24 eingestellte Qualität.

    [0028] Dem entgegen wird die Luftzahl während eines Startvorganges programmiert gesteuert, bis der Brenner und die lonisationselektrode 2 ihre Betriebstemperatur angenähert oder erreicht haben. Erst danach folgt der Normalbetrieb, in dem die Luftzahl geregelt wird.

    [0029] Der Grund für die Steuerung am Start liegt unter anderem in der Trägheit des Sensors, der die Verbrennungsqualität misst.

    [0030] Nicht nur lonisationselektroden weisen übrigens eine solche Verzögerung auf. Ein lonisationssignal kann je nach Brenner erst ungefähr 30 s nach der Zündung zum Regeln verwendet werden. Andere Sensoren, wie zum Beispiel ZrO2-Sauerstoffsensoren im Abgaskanal, benötigen je nach Bauart mehr als eine Minute, bis zuverlässige Regelsignale gewonnen werden können.

    [0031] Während eines Startvorganges erzeugt die Steuereinheit 12 ein Aufstartsignal 27, welches dem Regler 15 zugeführt wird und ihn veranlasst, ein in der Zeit linear zunehmendes Stellsignal 9 zu erzeugen. Eine Schalteinheit 28 wählt solange das Aufstartsignal 27, anstatt des Regelwertes x, aus. Weil das Luftgebläse 3 indessen einen gleichbleibenden Luftstrom erzeugt, wird die Luftzahl von zunächst großen Werten immer kleiner. Sobald das Gemisch von Luft und Gas genügend Fett ist, kann eine Zündung der Flamme 1 erfolgen.

    [0032] Der zeitliche Verlauf des Stellsignals 9 für das Gasventil 4 während eines Startvorgangs ist in der Figur 2 skizziert. Zum Zeitpunkt t = 0 tritt eine Leistungsanforderung auf.

    [0033] Nach einer eventuell programmierten Vorspülzeit muss das Luftgebläse 3 zum Zeitpunkt T1 auf eine festen Zünddrehzahl gefahren sein, damit Verbrennungsluft vorhanden ist. Eine Zündeinrichtung beginnt schon damit, periodisch Zündimpulse zu erzeugen.

    [0034] Zum Zeitpunkt T1 muss auch Gas vorhanden sein. Dazu öffnet der Regler 15 mittels des Freigabesignals 10 das Sicherheitsventil 5 und erzeugt ein Stellsignal 9, das die Stellung des Gasventils 4 auf seine Startposition S1 stellt.

    [0035] Zur Bestimmung der Startposition S1 führt die Steuereinheit 12 dem Regler 15 ein. Aufstartsignal 27 zu. Das Aufstartsignal 27 bestimmt in dieser Phase einen Steuerwert x' als vorläufiger Ersatz für den Regelwert x bei der Gewichtung der beiden Steuersignale 13 und 14. Deren Größe liegt bei der oben genannten Zünddrehzahl des Luftgebläses 3 fest. Der Regler 15 gewichtet die Steuersignale 13 und 14 anhand des Aufstartsignals 27, so dass am Ausgang des Reglers ein der Startposition S1 entsprechendes Stellsignal 9 erscheint.

    [0036] Unmittelbar nach dem Zeitpunkt T1 erhöht die Steuereinheit 12 in obengenannter Weise das Stellsignal 9 nach einem programmierten Ablauf, wobei die Gasmenge pro Zeiteinheit linear erhöht wird. Das Gas-Luft-Gemisch ist zunächst sehr mager und wird während des Zündvorganges immer fetter, bis zum Zeitpunkt T2 eine Zündung erfolgt.

    [0037] Sobald das Überwachungssignal 19 das Vorhandensein der Flamme 1 bestätigt, wird der lineare Anwachs des Stellsignals 9 gestoppt und die Stellung des Gasventils 4 auf ihre Zündposition S2 konstant gehalten. Die Steuereinheit 12 kann dann anhand der Zündposition S2 und der benötigten Zündungszeit T2 - T1 den Gasbereich abschätzen und wählt den Steuerwert x' neu, so dass er zum geschätzten Gasbereich passt. Der neue Steuerwert x' liegt, je nach Gasart, z. B. bei 0,9 oder 0,1. Dies führt zu einer Neustellung des Gasventils 4 auf eine Korrekturposition S3.

    [0038] Das Stellsignal 9 in der Figur 2 wird daher schnell zum Zeitpunkt T3 auf die Korrekturposition S3 korrigiert.

    [0039] Alternativ zu dieser Startrampe könnte natürlich eine feste Zündstellung für das Gasventil 4 gewählt werden. Dabei würde der Steuerwert x6 für die Steuerphase nach der Zündung als programmierter Wert vorgegeben oder aber als Lernwert aus der letzten Außerbetriebsetzung ermittelt und abgespeichert.

    [0040] In der Figur 2 ist auch eine strichpunktierte Kurve gezeichnet, die das Stellsignal 9 darstellt, falls es auf Grund des Sensorsignals 18 berechnet wird. Dieses fiktive Stellsignal SE wäre also das Stellsignal 9, wenn der Regelkreis während eines Startvorganges nicht aufgebrochen wird.

    [0041] Dazu muss die Überwachungseinheit 20 natürlich mittels einer Analogschaltung oder eines Programmteils das Verhalten der Flamme als Antwort auf das fiktive Stellsignal sE annäherend simulieren und das fiktive Stellsignal sE so einstellen, dass sich der momentane Messwert des lonisationssignals 18 ergibt.

    [0042] Das fiktive Stellsignal sE ist aus oben genannten Gründen in diese Phase nicht geeignet, um eine Regelung zu ermöglichen. Es hat sich trotzdem gezeigt, dass das fiktive Stellsignal sE relativ schnell, beispielsweise schon 2 Sekunden nach dem Öffnen des Gasventils 4, so sehr in der Nähe des später optimal geregelten Wert kommt, dass es ein zuverlässiges Vergleichsmittel bildet, um ernsthafte Fehler von ungefährlichen Ungenauigkeiten der Steuerung zu unterscheiden.

    [0043] Ab einem Zeitpunkt T4 bis zum Ende der Steuerperiode zum Zeitpunkt T5 überprüft die Überwachungseinheit 20 dauerhaft, ob das fiktive Stellsignal sE oder der zugehörige Regelwert xE innerhalb eines Grenzbereichs um das tatsächliche Stellsignal 9 herum liegt. Die Grenzen sind in der Figur 2 mit S3min und S3max bezeichnet und weisen beispielsweise die Werte von 0,90 mal S3 und 1,25 mal S3 auf.

    [0044] In der Tat überprüft die Überwachungseinheit 20 übrigend den sonst unbenutzten Regelwert x in dem sie ihn mit dem Steuerwert x' vergleicht. Dieser Vergleich ist einem Vergleich zwischen das fiktive Stellsignal sE und das Stellsignal (9) gleichwertig. Der Unterschied ist lediglich die vorherige oder die nachherige Bearbeitung durch das Stellmodul 16.

    [0045] Sobald das fiktive Stellsignal sE den genannten Grenzbereich verlässt, erzeugt die Überwachungseinheit 20 ein nicht dargestelltes Störungssignal und stellt das Freigabesignal 10 aus, damit das Sicherheitsventil 5 geschlossen wird.

    [0046] Die Regeleinrichtung 6 speichert die Feststellung eines Störungssignals in einem EEPROM, damit das Ereignis nach einem etwaiger Ausfall der Versorgungsstrom wieder erkennbar ist. Ein nicht dargestelltes Entriegelungssignal durch den Brennerbetreiber kann die Konsequenzen eines früheren Störungssignals aufheben.

    [0047] In einer Alternative schaltet die Überwachungseinheit 20 die Verbrennung erst ab, wenn das fiktive Stellsignal sE während einer vorgegebenen Zeit den Grenzbereich verlassen hat. Ebenso muss die Überwachung nicht unbedingt kontinuierlich sein, sondern könnte auch diskret zu einem oder mehreren festgelegten Zeitpunkten erfolgen.

    [0048] Nach Erreichen einer unteren Differenz zwischen dem fiktiven Stellsignal SE und S3 wird die Steuerperiode beendet und der Verbund von Luft und Gas anhand des Sensorsignals 18 geregelt.

    [0049] Das Ende der Steuerperiode zum Zeitpunkt T5 könnte natürlich auch vorprogrammiert sein.

    [0050] Nach dem Zeitpunkt T5 wird die Erzeugung des Stellsignals 9 durch die Verarbeitung des Sensorsignals 18 übernommen. Das Stellsignal 9 verstellt sich schnell zu seinem Regelwert S4.

    [0051] Alternativ kann die Leistung des Brenners während der Steuerperiode auf einen anderen Wert im gesamten zulässigen Bereich gestellt werden.

    [0052] Die Figur 1 zeigt zudem, dass die Überwachungseinheit 20 alternativ das lonisationssignal 18 statt des Stellsignals 9 oder des Regelwertes x verarbeitet. Dabei wird es mit seinem Sollwertsignal 24 verglichen und darf beispielsweise einen vorprogrammierten Grenzbereich, der auch zeitabhängig sein kann, nicht verlassen. Eine alleinige Anwendung dieser Alternative würde eine sehr einfache Ausgestalltung der Überwachungseinheit 20 ermöglichen. Ein Vergleichssignal ist ohnehin im Form des Sollwertsignals 24 vorhanden und der Vergleich wird schon durch die Vergleichseinheit 22 in Form des Differenzsignals 35 der Überwachungseinheit 20 zugeführt.

    [0053] In der Figur 3 wird diese Alternative näher erläutert. Der zeitliche Verlauf des lonisationssignals 18 während eines Startorgangs ist als Kurve IE gezeichnet. Der Wert des Sollwertsignals 24 ist strichpunktiert mit ISOLL angedeutet.

    [0054] Zum Zeitpunkt T4, kurz nach dem Zeitpunkt T3 oder sogar gleichzeitig, fängt die Überwachung an. Die Überwachungseinheit 20 überprüft dauerhaft oder zu diskreten Zeitpunkten, ob das lonisationssignal IE seine Grenzwerte, welche als ISOLLmin und als ISOLLmax gezeichnet sind, nicht verlässt.

    [0055] Zum Zeitpunkt T5 beginnt der Regelvorgang auf Grund des lonisationssignals 18.


    Ansprüche

    1. Regeleinrichtung (6) für einen luftzahlgeregelten Brenner, welcher Brenner ausgestattet ist

    mit einem Sensor (2), der die Qualität der Verbrennung erfasst,

    mit einem Stellglied, das die Brennstoffzufuhrmenge oder die Luftzufuhrmenge in Abhängigkeit von einem Stellsignal (9) beeinflusst, welche Regeleinrichtung (6) ausgestattet ist

    mit einem dem Sensor (2) nachgeschalteten Sensorauswerter (17), der ein Sensorsignal (18) erzeugt,

    mit einer Steuereinheit (12), in der Kenndaten zur Bestimmung von mindestens einem Verhalten des Stellgliedes gespeichert sind und die zumindest zeitweise mindestens ein Steuersignal (13, 14) erzeugt, und

    mit einem Regler (15), der das Stellsignal (9) während zumindest einer Steuerperiode in Abhängigkeit vom Steuersignal und nicht in Abhängigkeit vom Sensorsignal (18), und sonst in Abhängigkeit vom Sensorsignal (18) erzeugt,

       dadurch gekennzeichnet, dass

    der Regler (15) zumindest zeitweise während der Steuerperiode ein Vergleichssignal (SE,ISOLL) in Abhängigkeit vom Sensorsignal (18) erzeugt,

    die Regeleinrichtung (6) die Differenz zwischen Vergleichssignal (SE,ISOLL) und korrespondierenden Stell-/Sensorsignal (9,18) feststellt und

    die Regeleinrichtung (6) in Abhängigkeit von der Größe der Differenz ein Störungssignal erzeugt.


     
    2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1,
       dadurch gekennzeichnet, dass
    der Sensor (2) eine im Flammenbereich des Brenners angeordnete lonisationselektrode ist.
     
    3. Regeleinrichtung nach Anspruch 2,
       dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regeleinrichtung (6) eine Zeiterfassung aufweist und
    die Regeleinrichtung (6) frühestens ab 2 Sekunden nach Beginn der Steuerperiode ein Störungssignal erzeugen kann.
     
    4. Regeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in der Regeleinrichtung (6) ein positiver Grenzwert und ein negativer Grenzwert gespeichert sind, und
    die Regeleinrichtung (6) ein Störungssignal erzeugt, falls die größeder Differenz einen positiven Grenzwert überstiegen oder einen negativen Grenzwert unterschritten hat.
     
    5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Regeleinrichtung (6) unmittelbar nachdem die größe den Differenz den positiven Grenzwert überstiegen oder den negativen Grenzwert unterschritten hat ein Störungssignal erzeugt.
     
    6. Regeleinrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der positiven Grenzwert bis zu +30 % des Wertes des korrespondierenden Signals, und der negativen Grenzwert bis zu - 13 % dieses Wertes beträgt.
     
    7. Regeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen,
    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Steuereinheit (12) beim Zünden des Brenners den Regler (15) das Stellsignal (9) so erzeugen lässt, dass sich die Luftzahl von unterstöchiometrisch zu überstöchiometrisch bewegt,

    die Regeleinrichtung (6) aus dem Verhalten des Stellglieds bei der Flammenzündung den spezifischen Energieinhalt des Brennstoffs abschätzt und

    die Steuereinheit (12) nach dem Zünden des Brenners den Regler (15) ein dementsprechendes Stellsignal (9) erzeugen lässt.


     
    8. Regeleinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüchen,
    dadurch gekennzeichnet, dass

    die Regeleinrichtung (6) zumindest einmal während einer Regelperiode die Größe des Stellsignals (9), welches während der Steuerperiode geeignet ist, ermittelt und in der Steuereinheit (12) speichert, und

    die Steuereinheit (12) nach einem Zünden des Brenners den Regler (15) ein dementsprechendes Stellsignal (9) erzeugen lässt.


     


    Claims

    1. A regulating device (6) for an air ratio-regulated burner, which burner is equipped with
       a sensor (2) which detects the quality of combustion,
       a setting member which influences the feed amount of fuel or the feed amount of air in dependence on a setting signal (9),
       which regulating device (6) is equipped with
       a sensor evaluating device (17) which is connected downstream of the sensor (2) and which produces a sensor signal (18),
       a control unit (12) in which characteristic data for determining at least one mode of behaviour of the setting member are stored and which at least at times produces at least one control signal (13, 14), and
       a regulator (15) which produces the setting signal (9) during at least one control period in dependence on the control signal and not in dependence on the sensor signal (18) and otherwise in dependence on the sensor signal (18),
       characterised in that
       at least at times during the control period the regulator (15) produces a comparison signal (SE, ISOLL) in dependence on the sensor signal (18),
       the regulating device (6) establishes the difference between the comparison signal (SE, ISOLL) and a corresponding setting/sensor signal (9, 18), and
       the regulating device (6) produces a fault signal in dependence on the magnitude of the difference.
     
    2. A regulating device according to claim 1
       characterised in that the sensor (2) is an ionisation electrode arranged in the flame region of the burner.
     
    3. A regulating device according to claim 2
       characterised in that the regulating device (6) has time detection, and
       the regulating device (6) can produce a fault signal at the earliest as from 2 seconds after the beginning of the control period.
     
    4. A regulating device according to one of the preceding claims
       characterised in that a positive limit value and a negative limit value are stored in the regulating device (6), and
       the regulating device (6) produces a fault signal if the magnitude of the difference has exceeded a positive limit value or has fallen below a negative limit value.
     
    5. A regulating device according to claim 4
       characterised in that the regulating device (6) produces a fault signal immediately after the magnitude of the difference has exceeded the positive limit value or has fallen below the negative limit value.
     
    6. A regulating device according to claim 4 or claim 5
       characterised in that the positive limit value is up to +30% of the value of the corresponding signal and the negative limit value is up to -13% of said value.
     
    7. A regulating device according to one of the preceding claims
       characterised in that upon firing of the burner the control unit (12) causes the regulator (15) to produce the setting signal (9) such that the air ratio goes from sub-stoichiometric to over-stoichiometric,
       the regulating device (6) estimates the specific energy content of the fuel from the behaviour of the setting member upon flame ignition, and
       the control unit (12) causes the regulator (15) to produce a corresponding setting signal (9) after firing of the burner.
     
    8. A regulating device according to one of the preceding claims
       characterised in that at least once during a regulating period the regulating device (6) ascertains the magnitude of the setting signal (9) which is suitable during the control period and stores it in the control unit (12), and
       after firing of the burner the control unit (12) causes the regulator (15) to produce a corresponding setting signal (9).
     


    Revendications

    1. Dispositif de réglage (6) pour un brûleur réglé selon un facteur d'air, lequel brûleur est équipé d'un capteur (2) qui enregistre la qualité de la combustion, d'un actionneur, qui influe sur la quantité de combustible ou d'air admise en fonction d'un signal de réglage (9), lequel dispositif de réglage (6) est équipé d'un dispositif d'évaluation du capteur (17) connecté à la suite du capteur (2), qui génère un signal de capteur (18), d'un boîtier de commande (12) dans lequel des données caractéristiques sont stockées pour la détermination d'au moins un comportement de l'actionneur et qui génère pour le moins périodiquement au moins un signal de commande (13, 14) et d'un régulateur (15) qui génère le signal de réglage (9) pendant au moins une période de commande en fonction du signal de commande et non en fonction du signal du capteur (18) et sinon en fonction du signal du capteur (18), caractérisé en ce que le régulateur (15) génère au moins périodiquement pendant la période de commande un signal de comparaison (SE, ISOLL) en fonction du signal du capteur (18), le dispositif de réglage (6) constate la différence entre le signal de comparaison (SE, ISOLL) et le signal de réglage/du capteur (9, 18) correspondant et le dispositif de réglage (6) génère un signal de panne en fonction de l'importance de la différence.
     
    2. Dispositif de réglage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le capteur (2) est une électrode d'ionisation disposée dans la zone de la flamme du brûleur.
     
    3. Dispositif de réglage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (6) comporte une saisie du temps et le dispositif de réglage (6) peut générer un signal de panne au plus tôt 2 secondes après le début de la période de commande.
     
    4. Dispositif de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que dans le dispositif de réglage (6), une valeur limite positive et une valeur limite négative sont stockées et le dispositif de réglage (6) génère un signal de panne au cas où la taille de la différence a dépassé une valeur limite positive ou est descendue en dessous d'une valeur limite négative.
     
    5. Dispositif de réglage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (6) génère un signal de panne immédiatement après que la taille de la différence a dépassé la valeur limite positive ou est descendue en dessous de la valeur limite négative.
     
    6. Dispositif de réglage selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que la valeur limite positive s'élève à + 30% de la valeur du signal correspondant et la valeur limite négative correspond à - 13% de cette valeur.
     
    7. Dispositif de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boîtier de commande (12) fait générer par le régulateur (15) le signal de réglage (9) lors de l'allumage du brûleur, de telle manière que le facteur d'air passe de l'état de sous-stoechiométrie à celui de surstoechiométrie, le dispositif de réglage (6) évalue la quantité d'énergie spécifique du combustible d'après le comportement de l'actionneur lors de l'allumage de la flamme et le boîtier de commande (12) fait générer par le régulateur (15) un signal de réglage conforme à cela après l'allumage du brûleur.
     
    8. Dispositif de réglage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (6) détecte au moins une fois pendant une période de réglage la taille du signal de réglage (9) lequel est approprié pendant la période de commande, et stocke dans le boîtier de commande (12) et le boîtier de commande (12) fait générer par le régulateur (15) un signal de réglage conforme à cela après un allumage du brûleur.
     




    Zeichnung