具有控制装置及点火和电离电极的燃烧器以及用于监控和点燃燃烧器的火焰的方法与流程

本发明涉及一种具有控制装置及用于点燃和监控燃烧器火焰的点火和电离电极的燃烧器，尤其呈借助气态的燃料运行的燃烧器形式，所述燃烧器在加热设备中用于加热液体(例如生活用水)和/或空气并且安装在可行进的空间如房车和宿营车中。此外，本发明涉及一种燃烧器的电路装置。本发明也涉及一种用于监控和点燃燃烧器的火焰的方法。

背景技术：

1、为了更安全地运行燃烧器必不可少的是，火焰可以被可靠地点燃并且火焰可以被可靠地监控。

2、为了点燃火焰典型地使用设置在火焰区域中的点火电极。所述点火电极在正常情况下与放电电路耦合。如果要在燃烧器处点燃火焰，则释放燃料，并且所述燃料作为与空气的混合物从燃烧器喷嘴流出。同时，经由点火电极引起放电电路的放电，由此产生点燃从燃烧器喷嘴流出的燃料的点火火花。

3、一旦燃烧器的火焰被点燃，就必须连续地监控火焰，以便确保在火焰熄灭时停止燃料的输送。为了连续地监控火焰，通常使用电离电极。在此，当火焰燃烧时，在电离电极与典型地由燃烧器形成的电接地端之间产生电离电流。电离电流被连续地监控。如果火焰熄灭，则这可以从电离电流的下降和最终中断来识别。对此可以做出反应，其方式为：关停燃料输送。替选地，可以通过对点火电极再次放电来尝试重新点燃燃烧器火焰。如果这不成功，则必须关停燃料输送。

4、在现有技术中也已知如下解决方案：在所述解决方案中，点火电极和电离电极结合在共同的电极中。在此使用交流电压源，并且利用电离电极的整流效应，以便实现火焰监控。

5、所述解决方案的缺点是必须存在交流电压源。这通常仅当使用燃烧器的设备连接到供电网时是这种情况。对于移动式应用，如在房车或野营挂车中，这非常少地是这种情况。

6、使用共同的点火和电离电极的其他解决方案在不向电离电路施加外部电压的情况下工作，并且仅利用火焰作为电压源。在此，对在此存在的电离电流进行监控。

7、如果仅监控电离电流而不施加外部电压，则这引起：由电离电极所提供的用于检测火焰的信号对电离电极的沉积物或污染非常敏感地做出反应。因此，必须经常清洁或者甚至更换电离电极。

技术实现思路

1、本发明的目的在于实现一种燃烧器，在所述燃烧器中，可以以少的耗费和在没有交流电压源的情况下可靠地点燃火焰，并且随后可以监控火焰是否被点燃以及火焰是否在燃烧。

2、为了实现所述目的，根据本发明提出一种燃烧器，所述燃烧器具有控制装置以及用于点燃和监控燃烧器火焰的点火和电离电极，其中点火和电离电极设置在燃烧器的火焰区域中、与放电电路电耦合并且在燃烧器的火焰打开的情况下提供电离信号，其中控制装置基于电离信号提供用于操控燃烧器的输出信号，并且其中放电电路与直流电压源连接。本发明基于如下基本构思：将点火电极和电离电极的功能结合在唯一的电极中。由此产生更低的制造成本，因为只须制造一个电极，并且也只须安装一个电极。此外，单个电极也简化了对燃烧器的维护，因为只须检查和必要时清洁这一个电极和对这一个电极进行定向。此外，可以借助直流电压源运行燃烧器，使得不需要耗费地提供交流电压源。

3、有利地，通过直流电压源提供的供电电压处于8v至50v之间。因此，对于房车和野营挂车而言常见的12v的车载电源电压完全足以用作为供电电压。此外，作为供电电压也可设想24v的车载电源或者还有48v的车载电源，如在载重汽车或个别情况下也在房车和宿营车中可用的车载电源。

4、优选地设有电压转换器，在放电电路被馈送有供电电压之前，控制装置借助所述电压转换器改变直流电压源的所述供电电压。在此，提高电压是有利的，因为当借助高于常见的车载电源电压运行点火和电离电极时，可靠性得到改进。借助较高的电压可以几乎或完全不受电极上的污染程度或沉积物影响地监控火焰。

5、有利地，电压转换器可以使直流电压源的电压在100v至300v之间改变。所述值是一方面上文中描述的在点燃和监控时的优点与另一方面用于电压转换器的可接受的成本之间的良好折衷。

6、直流电压源可以是电池或蓄电池。因此，可以与所在地基础设施不相关地运行燃烧器。此外，不需要附加的电源，因为总归安装在车辆中的车载电源电池或附加电池可以用作为直流电压源。

7、优选地，可以通过控制装置借助于脉宽调制的频率变化来设定放电电路的放电能量。借助于脉宽调制，点燃时所使用的放电能量可以匹配于影响点燃的外部影响。以所述方式确保在不同的边界条件下也可靠地点燃火焰。

8、放电电路可以包括电容器和点火变压器。所述部件是成本有利的，并且允许简单地构造放电电路，使得获得长的使用寿命。

9、优选地设有运算放大器，所述运算放大器放大在燃烧器火焰打开的情况下施加在控制装置处的电离信号。借助运算放大器尤其可以放大电离信号的直流分量，所述直流分量显示火焰的存在并且间接显示火焰的质量，并可以被提供用于进行操控。

10、开头提及的目的还通过一种电路装置来实现，所述电路装置具有控制装置以及用于点燃和监控燃烧器的燃烧器火焰的点火和电离电极，其中点火和电离电极设置在燃烧器的火焰区域中、与放电电路电耦合并且在燃烧器的火焰打开的情况下提供电离信号，其中控制装置基于电离信号提供用于操控燃烧器的输出信号，并且其中放电电路与直流电压源连接。电路装置替选地可以称为燃烧器尤其具有电极的气体燃烧器的“点火和电离电路装置”。电路装置如在上述和以下设计方案和实施方案中配属给燃烧器。因此，电路装置也可以对应于所述方面进行实施。为了避免重复，参考上述和以下阐述。

11、开头提及的目的还通过一种用于监控和点燃燃烧器的火焰的方法来实现，所述方法具有以下步骤：

12、a)通过直流电压源给放电电路馈电，

13、b)点燃火焰，其方式为：控制装置释放燃烧器中的气流并且经由点火和电离电极引起放电电路的放电，

14、c)通过控制装置检测和监控由点火和电离电极所产生和放大的电离信号，

15、d)控制装置基于所放大的电离信号输出输出信号，根据所述输出信号控制燃烧器的空气输送和/或气体输送。

16、关于所得出的优点，参考对燃烧器的上述阐述。

17、有利地，可以通过控制装置借助于电压转换器根据以下影响因素中的一个或多个影响因素改变步骤a)中直流电压电极的供电电压：燃烧器、燃烧器温度和点火和电离电极处的污染程度或沉积物，所述污染程度或沉积物可以根据保护电路的使用持续时间或电阻来估计。如先前已经阐述的那样，考虑所述外部影响因素对于是否成功点燃火焰和可靠地监控火焰具有积极作用。

18、优选地，可以通过控制装置根据环境温度和/或空气湿度改变在步骤b)中点燃火焰时的放电能量。通过调整放电能量确保干净的点火火花在电极与燃烧器之间发生闪络，并且在不同的情况下可靠地点燃燃烧器火焰。

19、优选地，一旦在步骤d)中控制装置检测到所放大的电离信号低于预设的边界值，就关停燃料输送或在放电电路进一步放电之后检查：是否通过控制装置检测到高于边界值的电离信号。这确保：在可以通过电离信号降低识别到火焰熄灭时，没有未燃烧的燃料从燃烧器中流出。相对于关停燃料输送替选地，可以尝试通过自动重新点火再次点燃流出的燃料，以便能够在不产生对舒适性的损害的情况下继续运行。替选地，可以通过控制空气和/或燃料的输送力求燃烧行为的稳定化或例如特定燃烧值(所谓的λ值)的实现。