[发明专利]用于监控燃烧器和/或燃烧器的燃烧行为的方法以及燃烧器装置

说明书

本发明涉及一种用于借助所测量到的电离信号监控燃烧器(2)和/或燃烧器(2)的燃烧行为的方法。本发明在于，测量在电离电极(4、4’)和与所述燃烧器(2)的燃烧器表面(2’)间隔开的配合电极(3)之间的电离信号。此外，本发明涉及一种燃烧器装置。

技术领域

本发明涉及一种用于监控燃烧器和/或燃烧器的燃烧行为的方法。在此，测量电离信号并且将所测量的电离信号用于监控燃烧器。优选地，该方法还用于调节燃烧器或燃烧器的燃烧行为。本发明还涉及一种燃烧器装置，具有燃烧器、热交换器、至少一个电离电极、用于燃烧器的空气-燃料混合物供应装置和控制装置。控制装置与电离电极连接并且基于借助至少一个电离电极测量的电离信号来监控燃烧器和/或燃烧器的燃烧行为。燃烧器优选是气体燃烧器。

背景技术

例如EP 2 017 531B1示出具有燃烧器、包围的热交换器和电离电极的燃烧器装置的原理结构。在这种燃烧器中燃烧空气-燃料(或替选地：空气-气体)混合物(也参见例如DE34 15 946C2)。燃料在此例如是丙烷、丁烷或例如转化为气态的柴油或由这些组分构成的混合物。火焰在燃烧过程中从燃烧器表面发出。

为了监控火焰的存在或者也监控燃烧质量本身并且优选基于此来调节燃烧器的行为或燃烧过程，在现有技术中已知的是使用所谓的电离电极。例如EP 1 036 984A1、EP 1707 880A1、DE 10 2010 055 567B4或EP 2 357 410A2描述了用于监控或识别火焰的电离电极的结构和应用。其它测量装置例如能够在WO 2016/140681 A1、DE 201 12 299U1、DE198 17 966A1、DE 10 2017 204 014A1、DE 10 2010 046 954A1或DE 102 20 773 A1中找到。在测量之后对燃烧行为的调节例如经由控制空气系数来进行。例如在完全预混合的表面燃烧器的情况下，这样做的目的是确保安全、清洁和高效的燃烧。例如，根据电离信号(即电离电压和/或电离电流)单独调节燃气阀和助燃鼓风机。

在上述用于监控在气体燃烧器中存在火焰的方法中，使用火焰的电离效应。在此，经由两个电极或者经由一个电极和一个接地电极在火焰应位于的区域中施加交流电压。如果火焰在该区域中燃烧，则这会对交流电压引起整流效应，所述整流效应又再引起例如从接地至电离电极的电流流动。该电流流动由测量电子设备检测并且能够以电离电压的形式提供作为对于实际发生的电离电流的量度。在大多数情况下，为测量到的电离电压预设极限值，超过该极限值被评估为存在火焰，而低于该极限值被如下解释：没有火焰燃烧。总之，因此确定电离信号，根据涉及方案，所述电离信号能够是电压或电流。

已知的是，使用燃烧器的表面(即燃烧器表面)作为电接地，其中火焰从该表面发出。相对于该表面或该接地电极施加电离电极。在此，电极相对于火焰或燃烧器表面的位置对于测量电离电压是决定性的。

气体燃烧器和尤其是鼓风机运行的气体燃烧器经常承受变化的环境条件，变化的环境条件会引起变化的燃烧行为。这种环境参数例如是空气压力、燃烧供应空气的温度、气体压力(即输送燃气所借助的压力)、气体类型以及还有气体的能量值。在此要考虑的是，燃气的组成成分通常能够变化。例如，在典型的气体混合物如LPG(液化石油气；汽车煤气)或典型的丙烷/丁烷混合物的情况下，组成成分能是可变的。因此，根据气体输送可行的是，能够输送纯丙烷、纯丁烷或不限定的丙烷/丁烷混合物。

因此，由于变化的环境参数存在下述可能性：气体燃烧器不在最佳工作点运行，在所述最佳工作点燃料最佳被燃烧并且有害物质排放最小。如果在燃气和(空气)氧气之间存在这种比率，使得发生完全燃烧，其方式为：燃气与(空气)氧气完全反应，则称为化学计量燃烧，这对应于λ＝1。如果λ值小于1，即低于化学计量比，则这表示：空气-燃料混合物在氧气不足的情况下会发生浓的、而不完全的燃烧。如果λ值大于1，即超化学计量比，则在计算上在过量空气下发生燃烧。在技术燃烧中，根据应用领域，不同的λ范围用于清洁的、有害物质低的燃烧。在完全混合的气体燃烧器的情况下，经常使用从λ＝1.2至λ＝1.5的范围。在该λ范围内完全和卫生地进行燃烧。在这些极限之外的燃烧会引起效率降低和有害的废气成分的排放增加。