DE19963974A1 - Gas burner - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner mit einer Steuereinrichtung (ST) und einem von dieser gesteuerten Aktor (A) zum Zuführen einer Brenngasmenge oder Regulieren eines Gas-Luftverhältnisses, die einer Verbrennungsluftmenge zugeordnet wird, und mit einer Lambdasonde (lambda). Ein günstiger Brennbetrieb wird dadurch auf lange Zeit sichergestellt, dass die Steuereinrichtung (ST) ein Zeitglied (ZG) und/oder einen Sensor (S) für einen abnormalen Zustand aufweist, mit dem oder denen Ansteuerphasen zum Betrieb der Lamdasonde (lambda) vorgegeben oder auslösbar sind, und dass die Lambdasonde (lambda) in deren Betriebspausen, die um ein Vielfaches länger sind als die Betriebszeiten, in einen Wartezustand geschaltet oder vollständig ausgeschaltet ist (Fig. ).The invention relates to a gas burner with a control device (ST) and an actuator (A) controlled by it for supplying a fuel gas quantity or regulating a gas / air ratio, which is assigned to a combustion air quantity, and with a lambda sensor (lambda). Favorable burning operation is ensured for a long time that the control device (ST) has a timer (ZG) and / or a sensor (S) for an abnormal state, with which or which control phases for operating the lambda probe (lambda) are predetermined or can be triggered and that the lambda probe (lambda) is switched into a waiting state or is completely switched off during its breaks in operation, which are many times longer than the operating times (FIG.).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Gasbrenner mit einer Steuereinrichtung und einem von dieser gesteuerten Aktor zum Zuführen einer Brenngasmenge oder Regulieren eines Gas-Luftverhältnisses, die einer Verbrennungsluftmenge zu geordnet wird, und mit einer Lambdasonde.The invention relates to a gas burner with a control device and an actuator controlled by this for supplying a quantity of fuel gas or Regulate a gas-air ratio that corresponds to an amount of combustion air is arranged, and with a lambda probe.
Bei derzeit bekannten Brennern wird z. B. über eine pneumatische Verbundsteue rung eine Brenngasmenge einer Verbrennungsluftmenge zugeordnet. Die Masse änderung der Luftmenge infolge von Temperaturänderungen wird durch Tempe ratur kompensierte Luftstromerfassungseinrichtungen ausgeglichen. Eine Ver änderung der Gasqualität gegenüber der Qualität bei der Geräteeinstellung wird nicht erkannt. Veränderungen der Gasqualität treten z. B. zwischen verschie denen Versorgungsgebieten und bei Spitzenlasteinspeisungen zeitlich auch innerhalb eines Versorgungsgebietes auf. In dem Gerät werden Abweichungen der Steuereinrichtung über die Lebensdauer z. B. durch Alterung oder Verschmut zung nicht erkannt. Der Gasbrenner kann dabei an den Rand seiner zulässigen 4- Betriebsbandbreite, die z. B. zwischen 1, 2 und 1,3 liegt, und gelegentlich auch darüber hinaus geraten. Um einen ausreichend sicheren Betrieb zu gewährleis ten, sind hohe Anforderungen an Genauigkeit und Konstanz der Fertigung nötig.In currently known burners, for. B. via a pneumatic compound tax tion a quantity of fuel gas assigned to a quantity of combustion air. The mass Change in air volume due to temperature changes is caused by tempe compensation compensated air flow detection devices. A ver Change in gas quality compared to the quality of the device setting not recognized. Changes in gas quality occur e.g. B. between different the supply areas and in the case of peak load feeds within a coverage area. There are deviations in the device the control device over the life z. B. by aging or pollution tongue not recognized. The gas burner can reach the limit of its permissible 4- Operating bandwidth, the z. B. is between 1, 2 and 1.3, and occasionally beyond that. To ensure a sufficiently safe operation high demands on the accuracy and consistency of production are necessary.
Es sind auch Gasbrenner mit einer Lambdasonde zur Regelung ähnlich den in einem Kraftfahrzeug eingesetzten Sonden bekannt. Dabei wird während des ge samten Brennerbetriebes das Abgas sensiert und ein Gasstellglied entsprechend angesteuert. Die Lebensdauer von Lambdasonden reicht für die Betriebsdauer von Brennern in Gasgeräten bei weitem nicht aus.There are also gas burners with a lambda probe for control similar to that in probes used in a motor vehicle are known. It is during the ge Entire burner operation senses the exhaust gas and a gas actuator accordingly controlled. The service life of lambda sensors is sufficient for the operating time by far from burners in gas appliances.
In der DE 195 02 901 A1 ist eine Lambdaregelung auf der Basis von Schwan kungen eines erfassten Ionisationsstroms vorgeschlagen. 1.DE 195 02 901 A1 describes a lambda control based on Schwan kung a detected ionization current proposed. 1.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasbrenner der eingangs ge nannten Art bereit zu stellen, bei dem auf lange Sicht mit wenig Aufwand ein zuverlässiger Brennbetrieb gewährleistet ist.The invention has for its object a gas burner of the beginning ge to provide the type mentioned, in the long run with little effort reliable burning operation is guaranteed.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hiernach ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ein Zeitglied und/oder einen Sensor für einen abnormalen Zustand aufweist, mit dem oder denen Ansteuerphasen zum Betrieb der Lambdasonde vorgegeben oder auslösbar sind, und dass die Lambda sonde in deren Betriebspausen, die um ein Vielfaches länger sind als die Be triebszeiten, in einen Wartezustand geschaltet oder vollständig ausgeschaltet ist. This object is achieved with the features of claim 1. After that is provided that the control device has a timing element and / or a sensor for has an abnormal condition with which control phases to Operation of the lambda probe are predetermined or can be triggered, and that the lambda probe during their breaks, which are many times longer than the Be driving times, switched to a waiting state or completely switched off.
Mit diesen Maßnahmen wird die Lambdasonde nur gelegentlich während eines Brennbetriebs, z. B. einmal täglich zu der vorgegebenen Zeit aktiviert, wobei das Zeitglied programmierbar sein kann, um unter jeweiligen Bedingungen unter schiedliche Zeitpunkte und Zeitdauern wählen zu können. Durch Auswertung der Sensorsignale wird auch eine ereignisabhängige Steuerung ermöglicht, wobei das Ereignis z. B. eine Störung ist. Werden von der in Betrieb gesetzten Lambdasonde Abweichungen von einem Sollwert festgestellt, kann z. B. ein vorhandener pneumatischer Verbundregler über einen dort angebrachten Aktor nachjustiert werden. Dabei ist die Ansteuerung der Lambdasonde vorzugsweise so ausgebildet, dass dann, wenn die Brennphase zu kurz ist, die Lambdasonde in Betrieb (aktiv) bleibt, bis die Justierung erfolgt ist.With these measures, the lambda sensor is only used occasionally during a Burning operation, e.g. B. activated once a day at the specified time, which Timer can be programmable to take under different conditions to be able to choose different times and durations. By evaluating the Event-dependent control is also made possible for sensor signals, whereby the event z. B. is a disorder. Are put into operation by the Lambda probe deviations from a target value, z. B. a Existing pneumatic compound controller via an actuator attached there be readjusted. The control of the lambda probe is preferred designed so that if the burning phase is too short, the lambda sensor remains in operation (active) until the adjustment has been made.
Weiterhin ist die Steuereinrichtung vorzugsweise so ausgebildet, dass dann, wenn sich während eines nicht überwachten Zeitraumes die Gasqualität so stark verändert hat, dass ein Zünden des Brenners scheitert, eine Steuerlogik den pneumatischen Verbundregler in Richtung "fettes Gemisch" verstellt, eine Startwiederholung bewirkt und den Gasbrenner wieder so justiert, dass er bei seinem Optimum arbeitet. Ein Betrieb des Gasbrenners in einer günstigen engen λ-Betriebsbandbreite wird auf diese Weise auf lange Sicht zuverlässig ge währleistet, wobei auch eine lange Lebensdauer der Lambdasonde sichergestellt ist. Geeignete Steuereigenschaften können leicht programmiert werden, wenn die Steuereinrichtung einen Mikrocontroller aufweist.Furthermore, the control device is preferably designed such that if the gas quality is so great during an unsupervised period has changed that the burner fails to ignite, the control logic does not pneumatic compound controller adjusted in the direction of "rich mixture", one Repeat start and adjust the gas burner so that it is at works at its optimum. Operation of the gas burner in a convenient narrow In this way, λ operating bandwidth is reliably ge in the long term ensures that the lambda probe also has a long service life is. Appropriate control properties can be easily programmed if the control device has a microcontroller.
Die Steuerung kann dabei z. B. so ausgebildet sein, dass mit dem Zeitglied höchstens vier Ansteuerphasen pro Tag vorgegeben sind, die jeweils kürzer als eine Stunde sind, wobei z. B. in vielen Fällen eine Ansteuerphase pro Tag günstig ist. Der Zeitpunkt der Ansteuerphase ist dabei natürlich so gewählt, dass sie mit dem Betrieb des Brenners zusammenfällt. Dies ist durch entsprechende Program mierung der Steuereinrichtung leicht zu verwirklichen.The control can z. B. be designed so that with the timer A maximum of four control phases per day, each shorter than are an hour, z. B. In many cases, one activation phase per day is cheap is. The timing of the control phase is of course chosen so that it is with coincides with the operation of the burner. This is through appropriate programs mation of the control device easy to implement.
Die Steuerung ist vorteilhaft so ausgelegt, dass die Lambdasonde im Warte zustand (Stand-by-Zustand) bei einer Temperatur von z. B. etwa 100°C gehalten ist und die Betriebstemperatur von einigen hundert Grad C nur während ihrer Betriebszeiten aufgeschaltet ist. Aus dem Wartezustand kann die Lambdasonde relativ schnell in ihren Betriebszustand übergeführt werden, während sie insbesondere in längeren Betriebspausen bzw. bei abgeschaltetem Brenner vor teilhafterweise völlig abgeschaltet ist. Mit der Steuerung kann auch eine günstige zeitliche Aufteilung der vollständigen Abschaltung der Lambdasonde, des Wartezustandes und des Betriebszustandes programmiert werden.The controller is advantageously designed so that the lambda sensor is in the control room State (stand-by state) at a temperature of e.g. B. kept about 100 ° C. and the operating temperature of a few hundred degrees C only during their Operating times is activated. From the waiting state, the lambda sensor are brought into their operating state relatively quickly while they are especially during long breaks in operation or when the burner is switched off is partially completely switched off. With the control one can favorable time distribution of the complete shutdown of the lambda sensor, the waiting state and the operating state can be programmed.
Eine weitere vorteilhafte Auslegung besteht darin, dass die Betriebsabstände und Betriebsdauern der Lambdasonde so abgestimmt sind, dass ihre Lebensdauer statistisch der Lebensdauer des Gasbrenners entspricht.Another advantageous design is that the operating distances and Operating times of the lambda probe are matched so that their service life statistically corresponds to the life of the gas burner.
Da die Lambdasonde mit der zugehörigen Steuereinrichtung in relativ großen Zeitabständen und kurzen Zeitdauern während des Brennerbetriebs aktiviert wird, erreicht sie eine hohe Lebensdauer bis hin zur Gerätelebensdauer. Dabei ist gewährleistet, dass die Brenner im günstigsten λ-Bereich arbeiten, wodurch niedrigste Schadstoff-emissionen, lange Lebensdauer und robuster Betrieb des Brenners erreicht werden. Since the lambda probe with the associated control device is relatively large Intervals and short periods of time activated during burner operation it achieves a long service life up to the life of the device. It is ensures that the burners work in the most favorable λ range, thereby lowest pollutant emissions, long service life and robust operation of the Brenner can be reached.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.The invention is illustrated below with the aid of one in the drawing Exemplary embodiment explained.
Die Figur zeigt einen Gasbrenner mit einem Wärmetauscher WT, über dem eine Lambdasonde λ angeordnet ist. Dem Gasbrenner wird ein Brenngas G über einen pneumatischen Verbundregler mit einem Aktor A zugeführt, wobei die Brenngas menge einer Verbrennungsluftmenge zugeordnet wird. Der Aktor A wird mittels einer Steuereinrichtung ST vorteilhafterweise unter Ausführung eines Rege lungsvorganges RV angesteuert. Signale der Lambdasonde λ werden von der Steuereinrichtung ST zur Ansteuerung bzw. Nachjustierung des Verbundreglers ausgewertet. Die Lambdasonde λ wird lediglich während relativ kurzer Ansteuer phasen in Betrieb gesetzt, die mittels eines in der Steuereinrichtung ST vor gegebenen Zeitglieds ZG oder ereignisgesteuert auf der Grundlage von Signalen eines Sensors S bestimmt werden. Die Steuereinrichtung ST ist zu diesem Zweck vorzugsweise programmierbar und weist einen dazu geeigneten Mikro controller auf.The figure shows a gas burner with a heat exchanger WT, over which one Lambda probe λ is arranged. The gas burner is supplied with a fuel gas G pneumatic compound controller supplied with an actuator A, the fuel gas quantity is assigned to a quantity of combustion air. The actuator A is by means of a control device ST advantageously with execution of a rain development process controlled RV. Signals from the lambda probe λ are from the Control device ST for controlling or readjusting the compound controller evaluated. The lambda probe λ only becomes active during a relatively short activation phases put into operation by means of a in the control device ST given timer ZG or event-driven on the basis of signals of a sensor S can be determined. The control device ST is to this The purpose is preferably programmable and has a suitable micro controller on.
Claims (4)
dass die Steuereinrichtung (ST) ein Zeitglied (ZG) und/oder einen Sensor (S) für einen abnormalen Zustand aufweist, mit dem oder denen An steuerphasen zum Betrieb der Lambdasonde (λ) vorgegeben oder auslös bar sind, und
dass die Lambdasonde (λ) in deren Betriebspausen, die um ein Vielfaches länger sind als die Betriebszeiten, in einen Wartezustand geschaltet oder vollständig ausgeschaltet ist.1. Gas burner with a control device (ST) and an actuator (A) controlled by this for supplying a quantity of fuel gas or regulating a gas-air ratio, which is assigned to a quantity of combustion air, and with a lambda probe (λ), characterized in that
that the control device (ST) has a timing element (ZG) and / or a sensor (S) for an abnormal state, with which control phases for operating the lambda probe (λ) are predetermined or can be triggered, and
that the lambda probe (λ) is switched to a waiting state or is switched off completely during its breaks in operation, which are many times longer than the operating times.
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