DE19616617A1

DE19616617A1 - Pilot burner joined to holder plate, with injector, ionisation electrode and earth electrode

Info

Publication number: DE19616617A1
Application number: DE1996116617
Authority: DE
Inventors: Werner Baetz; Alfons Goeppner; Manfred Felsecker; Ralf Drechsel
Original assignee: Rauschert & Co KG Paul GmbH
Current assignee: Rauschert & Co KG Paul GmbH
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 1997-11-06

Abstract

Part of the earth electrode runs through that part between the injector and ionisation electrode and touched by the pilot flame. The pilot burner has an initiating electrode (4) and is joined to a holder plate (5). The earth electrode (3) is in the form of a U-shaped bar with the U-curve possessing a constant bending radius, pref. half the diameter of the injector. The earth electrode has a cylindrical, elliptical or polygonal cross-section. At least parts of the earth electrode are of aluminium chromium alloy.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zündbrenner mit Injektor, Ionisationselektrode und Masseelektrode.The present invention relates to a pilot burner with injector, ionization electrode and Ground electrode.

Beispiele für Zündbrenner finden u. a. Anwendung in gasbetriebenen Heizungsanlagen, wie Gasheizkesseln oder Durchflußerhitzern. Hierbei wird der in der Heizungsanlage verwendete Brennstoff über eine am Zündbrenner permanent brennende Zündflamme entzündet. Die Zündflamme des Zündbrenners wird dabei über einen Injektor, der mit einem Gasreservoir verbunden ist, aufrecht erhalten. Die Entzündung der Zündflamme am Zündbrenner erfolgt durch Entladung einer Überspannung zwischen einer am Zündbrenner angeordneten Zündelektrode und einer Masseelektrode. Erlischt die Zündflamme, was z. B. durch einen Luftstoß, einen Druckstoß oder eine zeitweilige Unterbrechung der Gasversorgung geschehen kann, so muß diese nach der vorgenannten Art und Weise neu gezündet werden. Unterbleibt diese Neuzündung, so muß die Gaszufuhr gestoppt werden. Andernfalls könnte unverbranntes Gas aus dem Injektor ungehindert ausströmen, sich in größeren Mengen ansammeln und u. U. nach einer Zündung zur Explosion führen, was eine erhebliche Gefahr für in der Umgebung befindliche Menschen und Anlagen bedeuten könnte. Aus diesem Grund wird das Brennen der Zündflamme in derartigen Zündbrennern permanent überwacht. Dies kann, wie es auch beim Zündbrenner der vorliegenden Erfindung der Fall ist, über eine Ionisationselektrode erfolgen, in der durch Flammenionisation durch die Zündflamme ein geringer aber meßbarer Stromfluß induziert wird. Solche über die Ionisationselektrode von Zündbrennern nach dem Stand der Technik gemessenen Ionisationsströme liegen in einer Größenordnung von etwa 1,5 Mikroampere, wobei die Schaltschwelle bei etwa 0,8 Mikroampere liegt. Die Messung derart geringer Stromstärken bzw. Stromstärkenunterschiede kann in solchen Anlagen durch das Auftreten von Kriechströmen mit Fehlern behaftet sein und zu Fehlfunktionen, z. B. Erlöschen der Zündflamme wegen unnötiger Unterbrechung der Gaszufuhr oder den obengenannten Gefahren durch unkontrollierten Gasaustritt, führen. Ein weiteres Problem, das bei Zünd brennern nach dem Stand der Technik auftreten kann, ist, daß die Zündflamme durch einen Druckstoß beim Zünden des Brenners ausgeblasen wird.Find examples of pilot burners. a. Application in gas powered heating systems, such as Gas boilers or flow heaters. This is the one used in the heating system Fuel ignited via a pilot flame that is permanently burning on the pilot burner. The Pilot flame of the pilot burner is via an injector that is connected to a gas reservoir connected. The pilot flame is ignited on the pilot burner by discharging an overvoltage between one arranged on the pilot burner Ignition electrode and a ground electrode. The pilot light goes out, which z. B. by a Air blast, a pressure surge or a temporary interruption in the gas supply can, it must be reignited in the aforementioned manner. Is omitted this re-ignition, the gas supply must be stopped. Otherwise it could be unburned Gas can flow freely from the injector, accumulate in large quantities and u. U. cause an explosion after ignition, which is a significant danger to the area located people and facilities could mean. Because of this, the burning of the Pilot flame permanently monitored in such pilot burners. As can be the case with Pilot burner of the present invention is done via an ionization electrode a small but measurable current flow due to flame ionization by the pilot flame is induced. Such via the ionization electrode of pilot burners according to the prior art Technically measured ionization currents are on the order of about 1.5 Microamps, the switching threshold being about 0.8 microamps. The measurement like this low currents or current differences in such systems can by Occurrence of leakage currents with errors and malfunctions such. B. Go out the pilot flame due to unnecessary interruption of the gas supply or the above Danger from uncontrolled gas leakage. Another problem with Zünd Burners according to the prior art can occur that the pilot light by a Blast is blown out when the burner is ignited.

Gegenüber dem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zündbrenner mit Injektor, Ionisationselektrode und Masseelektrode zu schaffen, bei dem die Zündflamme stabilisiert ist und bei dem die über die Ionisationselektrode gemessenen Ionisationsströme höher sind als bei herkömmlichen Zündbrennern, um höchstmögliche Funktionssicherheit, Meß- und Schaltgenauigkeit, trotz eventuell auftretender Kriechströme zu gewährleisten.Compared to the prior art, the present invention is based on the object to create a pilot burner with injector, ionization electrode and ground electrode, in which the pilot flame is stabilized and in which those measured via the ionization electrode Ionization currents are higher than with conventional pilot burners, by the highest possible Functional reliability, measuring and switching accuracy, despite leakage currents that may occur to guarantee.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Abschnitt der Masseelektrode des Zündbrenners der vorliegenden Erfindung durch den von der Zündflamme überstrichenen Bereich zwischen Injektor und Ionisationselektrode verläuft.The object is achieved in that a section of the ground electrode of the pilot burner present invention by the area swept by the pilot flame between Injector and ionization electrode runs.

Es hat sich herausgestellt, daß Form und Anordnung der Masseelektrode des Zündbrenners einen Einfluß auf den in der Ionisationselektrode induzierten Stromfluß und die Stabilität der Zündflamme haben. Die Masseelektrode des Zündbrenners der vorliegenden Erfindung ist so geformt und angeordnet, daß die Zündflamme geteilt wird und zu der darüber angeordneten Ionisationselektrode geleitet wird. Dies bewirkt offenbar eine Stabilisierung der Zündflamme und vermindert die Gefahr, daß die Zündflamme durch den Druckstoß beim Zünden oder durch einen Luftstoß ausgeblasen wird. Ein weiterer und besonders wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, daß die Anordnung der gemäß der Erfindung geformten Masseelektrode bewirkt, daß durch die Zündflamme in der Ionisationselektrode Ströme von etwa 3 bis 4 Mikroampere induziert werden, was der zwei- bis dreifachen Stromstärke bekannter Vorrichtungen entspricht. Diese gegenüber bekannten Anordnungen vergleichsweise hohen Ionisationsströme bedeuten eine erhebliche Zunahme der Funktionssicherheit des Zündbrenners, da Kriech ströme, z. B. verursacht durch korrosionsbedingte Undichtigkeit der Isolation der Ionisations elektrode, das in der Meßeinheit erzeugte Signal nicht mehr so leicht verfälschen können wie bisher.It has been found that the shape and arrangement of the ground electrode of the pilot burner an influence on the current flow induced in the ionization electrode and the stability of the Have a pilot light. The ground electrode of the pilot burner of the present invention is so shaped and arranged so that the pilot flame is divided and to the one arranged above Ionization electrode is passed. This apparently causes the pilot light to stabilize and reduces the risk of the pilot flame being caused by the pressure surge during ignition or by an air blast is blown out. Another and particularly important advantage of the present Invention is that the arrangement of the ground electrode shaped according to the invention causes that currents of about 3 to 4 microamperes through the pilot flame in the ionization electrode be induced, which is two to three times the current of known devices corresponds. These are relatively high ionization currents compared to known arrangements mean a significant increase in the functional reliability of the pilot burner, since creep currents, e.g. B. caused by corrosion-related leakage of the insulation of the ionization electrode, can no longer falsify the signal generated in the measuring unit as easily as so far.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Masseelektrode des Zündbrenners ein wahlweise gebogener Stab. Bevorzugt ist die Masseelektrode U-förmig gebogen, wobei der U-Bogen vorzugsweise gekrümmt verläuft und besonders bevorzugt einen konstanten Biegeradius aufweist. Der Querschnitt der Masseelektrode des Zündbrenners weist bevorzugt einen zylindrischen Querschnitt, wahlweise aber auch einen elypsoiden oder polygonalen Querschnitt auf. Offenbar bewirkt diese Form der Masseelektrode sowohl eine Stabilisierung der Zündflamme als auch eine Erhöhung der in der Ionisationselektrode induzierten Ionisationsströme.In a preferred embodiment of the invention, the ground electrode of the pilot burner an optionally curved rod. The ground electrode is preferably bent in a U-shape, the U-bend is preferably curved and particularly preferably a constant one Has a bending radius. The cross section of the ground electrode of the pilot burner preferably has a cylindrical cross-section, but optionally also an elypsoid or polygonal Cross section on. Apparently, this shape of the ground electrode both causes stabilization the pilot flame as well as an increase in that induced in the ionization electrode Ionization currents.

Vorzugsweise weist der Zündbrenner eine Zündelektrode auf und ist mit einem Halteblech verbunden, über das die einzelnen Komponenten des Zündbrenners befestigt und positioniert sind.The pilot burner preferably has an ignition electrode and is provided with a holding plate connected via which the individual components of the pilot burner are attached and positioned are.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine bezüglich der Längsachse des Injektors symmetrische Masseelektrode auf. Die Symmetrie der Masseelek trode verhindert, daß sich diese bei einseitiger Erwärmung verformt, wodurch eine weitgehende Konstanz der Ionisationsströme erzielt wird.Another preferred embodiment of the present invention has a reference to the Longitudinal axis of the injector symmetrical ground electrode. The symmetry of the ground electrodes trode prevents this from deforming when heated on one side, causing a largely constant ionization currents is achieved.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung weist eine Masseelektrode des Zündbrenners aus einer Aluminium-Chrom-Legierung, vorzugsweise aus der Aluminium-Chrom- Legierung 1.4765, auf. Die thermische Stabilität dieses Materials gewährleistet höchste Temperaturbeständigkeit und lange Lebensdauer der Masseelektrode.A particularly preferred embodiment of the invention has a ground electrode Pilot burner made of an aluminum-chromium alloy, preferably of the aluminum-chromium Alloy 1.4765. The thermal stability of this material ensures the highest Temperature resistance and long life of the ground electrode.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das eine Ende der Ionisationselektrode des Zündbrenners in der Verlängerung der Längsachse des Injektors über dem Massebügel so angeordnet, daß die Zündflamme auf dieses Ende der Ionisationselektrode gelenkt wird, was sich offensichtlich vorteilhaft auf die Höhe des induzierten Ionisationsstroms auswirkt.In a further preferred embodiment of the invention, one end of the Ionization electrode of the pilot burner in the extension of the longitudinal axis of the injector the earth strap arranged so that the pilot flame on this end of the ionization electrode is directed, which is obviously advantageous to the level of the induced ionization current affects.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:Further advantages, features and possible uses of the present invention will become apparent clear from the following description of a preferred embodiment and the associated figures. Show it:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Zündbrenners, und Fig. 1 is a side view of a pilot burner, and

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf dieselbe Zündbrenneranordnung von oben. Fig. 2 is a schematic plan view of the same pilot burner arrangement from above.

Fig. 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines Zündbrenners mit Injektor 1, Ionisations elektrode 2, Masseelektrode 3, Zündelektrode 4 und Halteblech 5. Fig. 1 shows a schematic side view of a pilot burner with injector 1 , ionization electrode 2 , ground electrode 3 , ignition electrode 4 and holding plate 5th

Man erkennt in Fig. 1, daß der Gasauslaß des Injektors 1, der Scheitelpunkt der U-förmig gebogenen Masseelektrode 3 und das freie Ende der L-förmig gebogenen Ionisationselektrode 2 entlang der Längsachse des Injektors 1 angeordnet sind. Der Injektor 1 besteht hierin aus einem im wesentlichen zylindrischen Rohr mit abgerundeter Oberseite, an dem seitliche Bleche angeordnet sind, die sich von einer Basis 7 des im wesentlichen zylindrischen Rohres über die Oberseite des Injektors bis hin zur gegenüberliegenden Seite auf Höhe der Basis 7 erstrecken. Diese Bleche dienen zum einen dazu, das aus dem Injektorauslaß ausströmende Gas umzulenken und der Zündflamme dadurch eine spezielle Form zu verleihen und andererseits zur Ableitung der durch die Zündflamme am Injektor entstehenden Wärme. Weiterhin erkennt man, daß die Masseelektrode 3 im wesentlichen U-förmig gebogen ist, wobei der U-Bogen gekrümmt mit konstantem Biegeradius verläuft, der Querschnitt im wesentlichen kreisförmig ist und der Abstand der beiden Schenkel vom Scheitelpunkt der Masseelektrode bis hin zur Höhe der Basis 7 des Injektors konstant ist und sich anschließend in Richtung des Halteblechs vergrößert. Die Enden der Masseelektrode 3 sind hierin am Halteblech 5 befestigt. Die Ionisationselektrode 2 und die Zündelektrode 4 sind jeweils von Isolationsummantelungen, entsprechend 2′ und 4′, umhüllt, die durch Bohrungen im Halteblech 5 hindurchgeführt sind und die Ionisationselektrode 2 und die Zündelektrode 4 isolieren und vor Kriechströmen abschirmen sollen. Die Befestigung der Ionisationselektrode 2 und der Zündeleketrode 4 mit den entsprechenden Isolationsummantelungen 2′ und 4′ am Halteblech 5 erfolgt über vorzugsweise aus Kunststoff oder einem anderen isolierenden Material bestehende Befestigungsplatten 8 bzw. 8′, die mit den Isolationsummantelungen 2′ bzw. 4′ verbunden und über die Vorrichtungen 6 bzw. 6′ mit dem Halteblech 5 vernietet oder verschraubt sind.It can be seen in Fig. 1 that the gas outlet of the injector 1 , the apex of the U-shaped curved electrode 3 and the free end of the L-shaped curved ionization electrode 2 are arranged along the longitudinal axis of the injector 1 . The injector 1 consists here of a substantially cylindrical tube with a rounded top, on which side plates are arranged, which extend from a base 7 of the essentially cylindrical tube over the top of the injector to the opposite side at the level of the base 7 . These plates serve on the one hand to redirect the gas flowing out of the injector outlet and thereby give the pilot flame a special shape and on the other hand to dissipate the heat generated by the pilot flame at the injector. It can also be seen that the ground electrode 3 is essentially U-shaped, the U-bend being curved with a constant bending radius, the cross-section being essentially circular and the distance between the two legs from the apex of the ground electrode to the height of the base 7 of the injector is constant and then increases in the direction of the holding plate. The ends of the ground electrode 3 are attached to the holding plate 5 here. The ionization electrode 2 and the ignition electrode 4 are each surrounded by insulation sheathing, corresponding to 2 'and 4 ', which are passed through bores in the holding plate 5 and are intended to insulate the ionization electrode 2 and the ignition electrode 4 and to shield them from leakage currents. The attachment of the ionization electrode 2 and the ignition electrode 4 with the corresponding insulation sheaths 2 'and 4 ' on the holding plate 5 is preferably made of plastic or other insulating material existing mounting plates 8 and 8 ', which are connected to the insulation sheaths 2 ' and 4 ' and are riveted or screwed to the holding plate 5 via the devices 6 or 6 '.

Fig. 2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Zündbrenneranord nung von oben mit Injektor 1, Masseelektrode 3 und Halteblech 5, wobei die Stellen, an denen in Fig. 1 die Ionisationselektrode 2 und die Zündelektrode 4 angeordnet sind, in dieser Zeichnung nur durch die Kreise 2′ und 4′ angedeutet sind. In Fig. 2 wird deutlich, daß die Masseelektrode 3 in Umfangsrichtung zu den aufgesetzten Blechen des Injektors 1 um einen Winkel von etwa 45° versetzt angeordnet ist. Fig. 2 shows a schematic plan view of the pilot burner arrangement shown in Fig. 1 from above with injector 1 , ground electrode 3 and retaining plate 5 , the locations at which the ionization electrode 2 and the ignition electrode 4 are arranged in Fig. 1 in this Drawing are indicated only by the circles 2 'and 4 '. In Fig. 2 it is clear that the ground electrode 3 is arranged offset in the circumferential direction to the attached plates of the injector 1 by an angle of about 45 °.

Claims

1. pilot burner with injector ( 1 ), ionization electrode ( 2 ) and ground electrode ( 3 ), characterized in that a portion of the ground electrode extends through the area swept by the pilot flame between the injector and the ionization electrode.

2. pilot burner according to claim 1, characterized in that the pilot burner has an ignition electrode ( 4 ).

3. pilot burner according to one of claims 1 or 2, characterized in that the pilot burner is connected to a holding plate ( 5 ).

4. pilot burner according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ground electrode ( 3 ) has an optionally bent rod.

5. pilot burner according to one of claims 1 to 4, characterized in that the ground electrode ( 3 ) is bent substantially U-shaped.

6. pilot burner according to claim 5, characterized in that the U-bend of the Masseelek electrode ( 3 ) is substantially curved.

7. pilot burner according to one of claims 5 or 6, characterized in that the U-bend of the ground electrode ( 3 ) has a constant bending radius, preferably with half an injector diameter.

8. pilot burner according to one of claims 1 to 7, characterized in that the ground electrode ( 3 ) of the pilot burner has a substantially cylindrical, optionally elypsoid or polygonal cross-section.

9. Pilot burner according to one of claims 1 to 8, characterized in that the ground electrode ( 3 ) of the pilot burner consists at least in sections of an aluminum-chromium alloy, preferably of the aluminum-chromium alloy 1.4765.

10. Pilot burner according to one of claims 1 to 9, characterized in that the ground electrode ( 3 ) of the pilot burner is symmetrical with respect to the longitudinal axis of the injector ( 1 ).

11. Pilot burner according to one of claims 1 to 10, characterized in that the apex of the ground electrode ( 3 ) of the pilot burner is arranged in the extension of the longitudinal axis of the injector ( 1 ).

12. Pilot burner according to one of claims 1 to 11, characterized in that regions of the ground electrode ( 3 ) of the pilot burner on the injector ( 1 ) abut or are connected thereto.

13. Pilot burner according to one of claims 1 to 12, characterized in that the free end of the ionization electrode ( 2 ) of the pilot burner is arranged in the extension of the longitudinal axis of the injector ( 1 ) above the ground electrode.