Gasbrenner mit einer Flammenüberwachung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Gasbrenner mit einer Flammenüberwachung aus einer Reihenschaltung von lonisationselektrode, Flamme und Versorgungsspannung, wobei die lonisationselektrode in die Flamme ragt, die Flammenüberwachung einen lonisationsstrom zur Kennzeichnung des Betriebes des Gasbrenners abgibt und die Gaszufuhr über eine Gasarmatur einstellbar ist. Ein derartiger Gasbrenner ist aus DE 195 39 568 C1 bekannt.

[0002] Bei Gasbrennern werden lonisationselektroden zur Flammenüberwachung eingesetzt, die meist stabförmig ausgebildet sind und so im Brennraum befestigt sind, dass sie mit ihrer Spitze in den Flammenbereich ragen. Beim Betrieb des Brenners vervollständigt die Flamme die Überwachungs-Reihenschaltung so, dass ein lonisationsstrom fließt. Der lonisationsstrom wird in der Steuerelektronik des Gerätes selektiert und ohne Aufbereitung als Eingangssignal der Steuerlogik zugeführt. Die Steuerlogik stellt nur fest, ob ein Strom fließt oder nicht fließt.

[0003] Da sich die lonisationselektrode während des Betriebs dauernd in den Flammenbereich befindet, zeigt sie starke Verschleißerscheinungen. Zum einen bildet sich auf der Oberfläche eine Querdichte aus, die als elektrischer Isolator wirkt und den lonisationsstrom stark verringert. Zum anderen führt der Abbrand des Elektrodenmaterials zu einer Verkleinerung der im Flammenbereich liegenden Oberfläche und damit ebenfalls zur Verringerung des lonisationsstromes. Erreicht der Verschleiß ein bestimmtes Stadium, dann kann der lonisationsstrom nicht mehr sicher ausgewertet werden. Die Steuerelektronik erhält kein Kennzeichen des Vorhandenseins der Flamme mehr und setzt das Gerät außer Betrieb.

[0004] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, bei einem Gasbrenner der eingangs erwähnten Art die verschleißbedingte Abschwächung des lonisationssignals so auszugleichen, dass zeitlich länger eine sichere Auswertung des lonisationsstromes gewährleistet ist.

[0005] Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass der lonisationsstrom als Mess-Signal einer Signalaufbereitungseinheit mit einstellbarem Verstärkungsfaktor zuführbar und an einen Mikrocontroller weiterleitbar ist, dass der Mikrocontroiier in Abhängigkeit von der zeitlichen Abnahme des lonisationsstromes während der Betriebsdauer den Verstärkungsfaktor der Signalverarbeitungseinheit zum sicheren Ansprechen der Flammenüberwachung entsprechend erhöht und dass bei einem vorgegebenen, maximalen Verstärkungsfaktor der Mikrocontroller ein Anzeige-Fehlersignal auslöst.

[0006] Die Signalaufbereitungseinheit mit dem verstellbaren Verstärkungsfaktor wird mit Hilfe des Mikrocontrollers so verändert, dass der sich abschwächende lonisationsstrom sicher ausgewertet und als Steuersignal an die Steuerlogik weitergeleitet werden kann. Gibt man einen maximalen Verstärkungsfaktor für den Mikrocontroller vor, dann wird die Betriebsdauer auch verlängert, aber sichergestellt, dass bei einem vorgegebenen, maximalen Verschleiß der lonisationselektrode ein Anzeige-Fehlersignal abgeleitet, das auf die notwendige Wartung der lonisationselektrode hinweist. Das Anzeige-Fehlersignal ist als Kundendienst-Anforderung für den Kunden zu verstehen.

[0007] Eine derartige Flammenüberwachung hat verschiedene Vorteile. Es wird nicht nur die Zuverlässigkeit der Flammenüberwachung erhöht, der wahrscheinliche Ausfallzeitpunkt der lonisationselektrode ist bestimmbar. Durch die rechtzeitige Kundendienst-Anforderung kann ein Ausfall des Brenners und der damit betriebenen Anlage verhindert werden. Die Verfügbarkeit der Anlage wird erhöht und die Wartungsintervalle für die lonisationselektrode orientieren sich am tatsächlichen Verschleißzustand der lonisationselektrode.

[0008] Aus Sicherheitsgründen kann zur Verhinderung der endgültigen Abschaltung der Anlage beim Auftreten des Anzeige-Fehiersignais vorgesehen sein, dass der Mikrocontroller bei vorgegebenem, maximalem Verstärkungsfaktor für die Signalaufbereitungseinrichtung der Gasarmatur ein Stellsignal für einen Notbetrieb mit erhöhter Gaszufuhr zuführt.

[0009] Die Signalaufbereitungseinheit weist eine Messrichtung und einen im Verstärkungsfaktor einstellbaren Verstärker auf.

[0010] Ist nach einer Ausgestaltung weiterhin vorgesehen, dass einer Steuerlogik des vom Gasbrenner bedienten Gerätes, das über die Signalaufbereitungseinheit und den Mikrocontroller veränderte Mess-Signal zuführbar ist, dann bleibt die Steuerung des vom Gasbrenner bedienten Gerätes ohne Einfluss von dem Verschlusszustand der lonisationselektrode.

[0011] Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung als Blockschaltbild dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0012] Ein Gasbrenner 10 umschließt mit einem Gehäuse eine Brennkammer, der über eine Gasarmatur 13 ein Gas-Volumenstrom 15 zuführbar ist. Der Gas-Volumenstrom 15 wird mit einem Luftstrom 14 zu einem Gas-Luftgemisch aufbereitet, das dem Brenner 10 als Verbrennungsgas zugeführt wird. Bei der Verbrennung bilden sich im Brennraum Flammen 11. Eine in der Brennkammer befestigte lonisationselektrode 12 ragt mit der Spitze in den Flammenbereich und beim Betrieb des Brenners 10 in die Flamme 11. Die lonisationselektrode 12 bildet mit der Flamme 11 und einer Versorgungsspannung eine Überwachungs-Reihenschaltung, in der ein ionisationsstrom fließt. Die Flamme 11 kann in dieser Reihenschaltung als Diode mit Widerstand betrachtet werden. Aufgrund der Verschleißerscheinungen der lonisationselektrode 12 ändert sich während der Betriebsdauer des Gasbrenners 10 auch deren Widerstand. Die Folge davon ist, dass mit zunehmender Betriebsdauer der lonisationsstrom in der Überwachungs-Reihenschaltung mehr und mehr abnimmt.

[0013] Der lonisationsstrom wird als Mess-Signal einer Signalaufbereitungseinheit 21 zugeführt, die eine Messeinrichtung und einen im Verstärkungsfaktor einstellbaren Verstärker aufweist. Die Signalaufbereitungseinheit 21 arbeitet mit einem Mikrocontroller 22 so zusammen, dass der Verstärkungsfaktor des Verstärkers in der Signalaufbereitungseinheit 21 in Abhängigkeit der zeitlichen Abnahme des lonisationsstromes entsprechend so erhöht wird, dass eine sichere Auswertung der Flammenüberwachung erreicht ist, d.h., die vom Mikrocontroller 22 an ein annähernd gleiches Stellsignal 23 für die Gasarmatur 13 angibt, das vom abnehmenden lonisationsstrom nicht mehr beeinflusst wird und eine sichere Auswertung - Betrieb oder Nichtbetrieb des Gasbrenners 10 - garantiert.

[0014] In dem Mikrocontroller 22 ist ein maximal zulässiger Verstärkungsfaktor vorgegeben. Wird dieser erreicht, dann ist dies ein Kennzeichen dafür, dass der Verschleißzustand der lonisationselektrode 12 einen kritischen Wert erreicht hat. Der Mikrocontroller 22 leitet daraus ein Anzeige-Fehlersignal 24 ab, das dem Kunden anzeigt, das eine Wartung der lonisationselektrode 12 angebracht ist. Zum weiteren ungehinderten Notbetrieb des Gasbrenners 10 wird jedoch über erhöhtes Stellsignal 23 auch die Gaszufuhr 15 über die Gasarmatur 13 erhöht.

Ansprüche

1. Gasbrenner mit einer Flammenüberwachung aus einer Reihenschaltung von lonisationselektrode (12), Flamme und Versorgungsspannung, wobei die lonisationselektrode in die Flamme ragt, die Flammenüberwachung einen lonisationsstrom zur Kennzeichnung des Betriebes des Gasbrenners abgibt und die Gaszufuhr über eine Gasarmatur (13) einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der lonisationsstrom als Mess-Signal einer Signalaufbereitungseinheit (21) mit einstellbarem Verstärkungsfaktor zuführbar und an einen Mikrocontroller (22) weiterleitbar ist,
dass der Mikrocontroller (22) in Abhängigkeit von der zeitlichen Abnahme des lonisationsstromes während der Betriebsdauer den Verstärkungsfaktor der Signalverarbeitungseinheit (21) zum sicheren Ansprechen der Flammenüberwachung entsprechend erhöht und
dass bei einem vorgegebenen, maximalen Verstärkungsfaktor der Mikrocontroller (22) ein Anzeige-Fehlersignal (24) auslöst.

2. Gasbrenner nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mikrocontroller (22) bei vorgegebenem, maximalem Verstärkungsfaktor für die Signalaufbereitungseinrichtung (21) der Gasarmatur (13) ein Stellsignal (23) für einen Notbetrieb mit erhöhter Gaszufuhr (15) zuführt.

3. Gasbrenner nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Signalaufbereitungseinheit (21) eine Messeinrichtung für den lonisationsstrom und einen im Verstärkungsfaktor einstellbaren Verstärker aufweist.

4. Gasbrenner nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass einer Steuerlogik des vom Gasbrenner bedienten Gerätes das über die Signalaufbereitungseinheit (21) und den Mikrocontroller (22) veränderte Mess-Signal zuführbar ist.

Claims

1. A gas burner with a flame monitoring device comprising a series connection of an ionisation electrode (12), a flame and a supply voltage, wherein the ionisation electrode protrudes into the flame, the flame monitoring device gives off an ionisation current to denote operation of the gas burner, and the gas supply is adjustable by way of a gas fitting (13),
characterised in that
the ionisation current can be supplied as a measuring signal to a signal processing unit (21) with an adjustable amplification factor, and can be forwarded to a microcontroller (22);
in that the microcontroller (22) as a function of the drop in the ionisation current over time during the duration of operation correspondingly increases the amplification factor of the signal processing unit (21) to ensure a reliable response of the flame monitoring device; and
in that in the case of a predetermined maximum amplification factor the microcontroller (22) triggers a display error signal (24).

2. The gas burner according to claim 1,
characterised in that
with a predetermined maximum amplification factor for the signal processing device (21) of the gas fitting (13), the microcontroller (22) supplies an adjustment signal (23) for emergency operation with an increased gas supply (15).

3. The gas burner according to claim 1 or 2,
characterised in that
the signal processing unit (21) comprises a measuring device for the ionisation current, and an amplifier whose amplification factor can be adjusted.

4. The gas burner according to any one of claims 1 to 3,
characterised in that
the measuring signal that has been changed by way of the signal processing unit (21) and the microcontroller (22) can be supplied to a control logic of the device served by the gas burner.

Revendications

1. Brûleur à gaz avec une surveillance de flamme composée d'un montage en série d'électrode d'ionisation (12), d'une flamme et de la tension d'alimentation, l'électrode d'ionisation saillant dans la flamme, la surveillance de flamme délivrant un courant d'ionisation pour
caractériser le fonctionnement du brûleur à gaz et l'alimentation en gaz étant réglable par l'intermédiaire d'un robinet de gaz (13),
caractérisé en ce que le courant d'ionisation est susceptible d'être alimenté en tant que signal de mesure d'une unité de régénération de signal (21) avec facteur d'amplification réglable et retransmis à un microcontrôleur (22),
en ce que, en fonction du prélèvement temporaire du courant d'ionisation pendant la durée de fonctionnement, le microcontrôleur (22) augmente en conséquence le facteur d'amplification de l'unité de régénération de signal (21) pour le déclenchement en toute sécurité de la surveillance de flamme et
en ce que, à un facteur d'amplification maximal prédéfini, le microcontrôleur (22) déclenche un signal d'alerte de défaut (24).

2. Brûleur à gaz selon la revendication 1, caractérisé en ce que, au facteur d'amplification maximal prédéfini pour le dispositif de régénération de signal (21), le microcontrôleur (22) achemine vers le robinet à gaz un signal de réglage (23) pour un fonctionnement d'urgence avec alimentation en gaz (15) augmentée.

3. Brûleur à gaz selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'unité de régénération de signal (21) comporte un dispositif de mesure pour le courant d'ionisation et un amplificateur réglable dans la mesure du facteur d'amplification.

4. Brûleur à gaz selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le signal de mesure modifié par l'intermédiaire de l'unité de régénération de signal (21) et par le microcontrôleur (22) est susceptible d'être acheminé vers une logique de commande de l'appareil commandé par le brûleur à gaz.

Zeichnung