DD253073A1

DD253073A1 - Einrichtung zur ueberwachung der flammenwurzel eines mehrstoff-drallbrenners

Info

Publication number: DD253073A1
Application number: DD29479486A
Authority: DD
Inventors: Roland Brunner; Karl-Heinz Gillner; Karlheinz Grevener; Eberhard Kreuzer; Hartmut Mehnert
Original assignee: Inst Energieversorgung
Priority date: 1986-09-30
Filing date: 1986-09-30
Publication date: 1988-01-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ueberwachung der Flammenwurzel insbesondere an Brennkammern kleiner Waermeerzeuger mit Mehrstoff-Drallbrennern, ohne Anwendung einer Sichtrohrverbindung Flamme - Flammemfuehler und ohne zusaetzlichen Kuehlluftaufwand fuer die Sondenkuehlung. Erfindungsgemaess wird ein biegsames Lichtwellenleiterkabel so in der Brennkammer des Waermeerzeugers angeordnet, dass die Strahlung der Flammenwurzel direkt aus dem Brennermund aufgenommen und dem Flammenfuehler zugeleitet wird.

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überwachung der Flammenwurzel, insbesondere an Brennkammern kleiner Wärmeerzeuger mit Mehrstoff-Drallbrennern, bei denen die Anordnung von Flammenüberwachungseinrichtungen bekannter Art aus konstruktiven Gründen vielfach nicht realisierbar, oder aber infolge negativer Beeinflussung der Verbrennung durch Kühlluftstrahlen nicht zweckmäßig ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Aus Gründen der Automatisierung der Regelfunktionen von Wärmeerzeugungsanlagen und deren Sicherheit ist es erforderlich, eindeutige Informationen über die Flammenstrahlung zu erhalten. Es ist bekannt, daß beim Verbrennungsvorgang Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung freigesetzt wird und durch die Angabe der Wellenlänge in kurzwellige UV-Strahlung, sichtbares Licht und langwellige IR-Strahlung definiert ist. Für diese Strahlenarten sind optische Flammenfühler UV-Röhren, Siliciumfotodioden und Zweifarbensensoren bekannt.

Üblicherweise werden sie seitlich vom Brenner an einer Öffnung der Stirnwand des Wärmeerzeugers an einem Rohr koaxial zur Flamme so angebracht, daß die Flammenstrahlung über die durch das Sichtrohr geschaffene optische Achse zum Flammenfühler gelangt.

Nachteilig ist dabei, daß die Signalintensität bei längeren Sichtrohren, die der Wärmeabführung dienen, geschwächt wird mit der Folge möglicher Fehlinformationen. Zur Behebung dieses Nachteiles wurden die Flammenfühler an einem kurzen Sichtrohrstutzen möglichst nahe der Flammenwurzel installiert, wobei der Rohrstutzen mit einer starken tangentialen Kühlluftzuführung zum Schutz des Flammenfühlers vor thermischer Oberbelastung beaufschlagt wurde. Diese Lösung ist insbesondere für die Erfassung der Flammen von Mehrstoff-Drallbrennern ungeeignet, da der Kühlluftstrahl eine Störung der rotierenden Flamme bewirkt und damit den Verbrennungsablauf verschlechtert.

Ein weiterer Nachteil für die Anwendung von Sichtrohren an Brennern, insbesondere solchen mit Diffusoren, besteht darin, daß die Flammenwurzelstrahlung infolge baulicher Versperrungen nur schwer oder gar nicht erfaßt werden kann.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung stellt sich das Ziel, die Überwachung der Flammenwurzel eines Mehrstoff-Drallbrenners ohne Anwendung einer Sichtrohrverbindung Flamme-Flammenfühler und ohne zusätzlichen Kühlluftaufwand für die Sondenkühlung zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine stabile Flammenüberwachung an Brennkammern kleiner Wärmeerzeuger, beispielsweise Flammenrohrkessel mit Mehrstoff-Drallbrennern zu gewährleisten, wobei das Flammensignal von der Flammenwurzel abgenommen werden soll, um Helligkeitsschwankungen des folgenden Flammenstrahles zu vermeiden. Die Nachteile des Einsatzes der allgemein üblichen optischen Achse in Form eines Sichtrohres als Bindeglied zwischen Flammenfühler und· Flamme sind zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein biegsames Lichtwellenleiterkabel so in der Brennkammer des Wärmeerzeugers angeordnet ist, daß die Strahlung der Flammenwurzel direkt aus dem Brennermund — noch innerhalb des Brenndiffusors — aufgenommen und dem Flammenfühler zugeleitet wird.

Zur Umsetzung in ein elektrisches Signal dient ein optoelektronischer Wandler, dem ein Schalttransistor und ein Transistorrelais zur Weiterverarbeitung des elektrischen Signals, welches direkt auf die Verriegelungsschaltung des Wärmeerzeugers wirkt, nachgeschaltet sind.

Das Lichtwellenleiterkabel ist gegen den Einfluß der Brennkammertemperatur abgeschirmt durch wärmeisolierende Stoffe wie z.B. Asbest, Keramik, Glasseide o.a. oder wird durch Vorbeiführen der Verbrennungsluft gekühlt.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend in ihrer Wirkung beim Einbau in einen Mehrstoff-Drallbrenner an Hand der zugehörigen Zeichnung näher erläutert werden.

Das Lichtwellenleiterkabel 1 ist im Sekundärluftkasten 2 eines Mehrstoff-Drallbrenners wärmeisoliert durch eine Drallschaufel 3 vor dem Brennerdiffusor 4 so auf die Flammenwurzel 5 gerichtet angebracht, daß eine eindeutige Erfassung der Primärverbrennungszone gewährleistet ist und das Flammensignal an den Flammenfühler 6 zwecks Wandlung des optischen in ein elektrisches Signal weitergeleitet wird. Über einen in Reihe geschalteten Schalttransistor 7 und das Transistorrelais 8 wird das elektrische Signal als Schaltsignal in die bekannte Verriegelungsschaltung des Wärmeerzeugers einbezogen. Die Kühlung des Lichtwellenleiterkabels erfolgt durch den für die Verbrennung erforderlichen Luftstrom.

Claims

1. Einrichtung zur Überwachung der Flammenwurzel.insbesondere an Brennkammern kleiner Wärmeerzeuger mit Mehrstoff-Drallbrennern, bei denen die Anordnung von Flammenüberwachungseinrichtungen bekannter Art aus konstruktiven Gründen vielfach nicht realisierbar, oder aber infolge negativer Beeinflussung der Verbrennung durch Kühlluftstrahlen nicht zweckmäßig ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein biegsames Lichtwellenleiterkabel so in der Brennkammer des Wärmeerzeugers angeordnet ist, daß die Strahlung der Flammenwurzel direkt aus dem Brennermund aufgenommen wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Lichtwellenleiterkabel ein optoelektronischer Wandler, z. B. eine Fotodiode, ein Schalttransistor und ein Transistorrelais nachgeschaltet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtwellenleiterkabel gegen den Einfluß der Brennkammertemperatur durch wärmeisolierende Stoffe, wie z. B. Asbest, Keramik, Glasseide o. ö. abgeschirmt ist, oder aber durch Vorbeiführen der Verbrennungsluft gekühlt wird.