DE1023174B

DE1023174B - Monitoring device with rectifying impedance as a sensor

Info

Publication number: DE1023174B
Application number: DEL18243A
Authority: DE
Inventors: Dr Franz Humbel; Dr Jakob Wieland
Original assignee: Landis and Gyr AG
Current assignee: Landis and Gyr AG
Priority date: 1954-03-03
Filing date: 1954-03-11
Publication date: 1958-01-23

Description

DEUTSCHESGERMAN

Für die Überwachung der Flammen von Verbrennungsanlagen, die mit flüssigen oder gasförmigen Brennstoffen betrieben werden, sind bereits Sicherheitseinrichtungen bekanntgeworden, welche eine gleichrichtende Impedanz als Fühler aufweisen. Eine solche gleichrichtende Impedanz ist z. B. eine Photozelle, eine Photodiode usw. Auch die ionisierende und gleichrichtende Wirkung der Flamme selbst ist, insbesondere für die Überwachung von nichtleuchtenden Flammen, für diesen Zweck herangezogen worden. Da die in Frage stehenden Impedanzen nur mit verhältnismäßig sehr kleinen Betriebsströmen arbeiten, ist man genötigt, letztere zu verstärken, wenn mit den Überwachungseinrichtungen Relais usw. betrieben werden sollen. Aus diesem Grunde sind die bereits bekanntgewordenen Überwachungseinrichtungen in der Regel mit Elektronenröhren ausgerüstet. Wegen der verhältnismäßig geringen Lebensdauer der Glühkathode sind jedoch Elektronenröhren für den vorliegenden Zweck wenig betriebssicher und deshalb nicht gut geeignet. Diese Erkenntnis führte bereits zur Entwicklung einer Überwachungseinrichtung mit zwei Glimmröhren, die den erwähnten Nachteil nicht mehr aufweist, aber dafür etwas weniger empfindlich ist.For monitoring the flames of incinerators operating with liquid or gaseous Fuels are operated, safety devices have already become known, which one have rectifying impedance as a sensor. Such a rectifying impedance is e.g. B. a photocell, a photodiode etc. Also the ionizing and rectifying effect of the flame itself is, in particular for the monitoring of non-luminous flames, has been used for this purpose. There the impedances in question only work with relatively very small operating currents it is necessary to reinforce the latter if relays etc. are operated with the monitoring devices should be. For this reason, the monitoring devices that have already become known are in usually equipped with electron tubes. Because of the relatively short service life of the hot cathode however, electron tubes are not very reliable for the present purpose and therefore not well suited. This knowledge already led to the development of a monitoring device two glow tubes that no longer have the disadvantage mentioned, but are a little less sensitive is.

Die Erfindung betrifft eine Überwachungseinrichtung für Flammen von Verbrennungsanlagen unter Anwendung gleichrichtender Impedanz als Fühler und mit einem mit dieser zusammenwirkenden und ein Relais steuernden Glimmrelais, und sie ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die gleichrichtende Impedanz mit dem mindestens einen Kondensator enthaltenden Zündstromkreis des Glimmrelais so verbunden ist, daß die Aufladung des Kondensators nur während der negativen Halbwellen einer am Glimmrelais wirksamen Relaiswechselspannung erfolgt. The invention relates to a monitoring device for flames from combustion plants below Use of rectifying impedance as a sensor and with a cooperating with and a relay controlling glow relay, and it is essentially characterized in that the rectifying Impedance with the ignition circuit of the glow relay containing at least one capacitor is connected so that the charging of the capacitor only during the negative half-waves of an am Glow relay effective relay alternating voltage takes place.

Dadurch wird bei Kurzschluß der gleichrichtenden Impedanz und/oder bei Kurzschluß der Zuleitung zur gleichrichtenden Impedanz das Ansprechen des Glimmrelais ausgeschlossen, da dieses während der negativen Halbwellen nicht zünden kann.As a result, in the event of a short circuit of the rectifying impedance and / or in the event of a short circuit of the supply line to rectifying impedance, the response of the glow relay is excluded, since this occurs during the negative Half-waves cannot ignite.

Es ist zwar bekannt, bei Flammenüberwachungseinrichtungen als Bauelemente der betreffenden Schaltungen Glimmtrioden bzw. Kaltkathodenröhren zu verwenden. In diesen Fällen wurde aber von der gleichrichtenden Eigenschaft dieser Schaltelemente kein Gebrauch im Sinne der vorliegenden Erfindung gemacht. Die bekannten Schaltungen sind insofern nicht genügend betriebssicher, als beispielsweise durch einen Kurzschluß zwischen den Elektroden der Kaltkathodenröhre oder deren Zuleitungen eine Flamme vorgetäuscht werden kann. Es ist bei Flammenwächtern eine unerläßliche Bedingung, daß dieselben unter überwachungseinrichtungIt is known, in the case of flame monitoring devices, as components of the relevant circuits To use glow triodes or cold cathode tubes. In these cases, however, the rectifying property of these switching elements is not used within the meaning of the present invention made. The known circuits are insofar not sufficiently reliable as, for example, by a short circuit between the electrodes of the cold cathode tube or their leads creates a flame can be faked. It is an indispensable condition for flame watchmen that they are under monitoring device

mit gleichrichtender Impedanzwith rectifying impedance

als Fühleras a feeler

Anmelder:
Landis & Gyr A. G., Zug (Schweiz)Applicant:
Landis & Gyr AG, Zug (Switzerland)

Vertreter: Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt,
Berlin-Wilmersdorf, Jenaer Str. 14Representative: Dr.-Ing. A. Schulze, patent attorney,
Berlin-Wilmersdorf, Jenaer Str. 14

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 3. März 1964Claimed priority:
Switzerland from March 3, 1964

Dr. Franz Humbel und Dr. Jakob Wieland,Dr. Franz Humbel and Dr. Jakob Wieland,

Zug (Schweiz),
sind als Erfinder genannt wordenZug (Switzerland),
have been named as inventors

allen Umständen richtig ansprechen, da sonst eine falsche Sicherheit vorgetäuscht wird. Bei den hier in Betracht kommenden Verbrennungsanlagen können bekanntlich bei nicht völlig und nicht unter allen Betriebsbedingungen eindeutig und sicher ansprechenden Einrichtungen sehr schwerwiegende Unfälle erfolgen.address correctly in all circumstances, otherwise a false sense of security will be faked. With the here in It is well known that incineration plants can be considered not completely and not under all operating conditions very serious accidents occur in clearly and safely appealing facilities.

Wird als gleichrichtende Impedanz eine Photozelle verwendet, so kann die Überwachungseinrichtung bei all jenen Anlagen verwendet werden, bei denen leuchtende Flammen auftreten. Dabei spielt es keine Rolle, ob diese Anlagen mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff arbeiten. Bei Anlagen mit nicht oder kaum leuchtender Flamme wird zweckmäßigerweise die Flamme selbst als gleichrichtende Impedanz verwendet. Auch hier kommt es nicht darauf an, ob die Flamme durch Verbrennung flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe entsteht.If a photocell is used as the rectifying impedance, the monitoring device can be used at used in all systems where glowing flames occur. It doesn't matter whether these systems work with liquid or gaseous fuel. For systems with little or no When the flame is lit, the flame itself is expediently used as a rectifying impedance. Here, too, it does not matter whether the flame is produced by burning liquid or gaseous fuels arises.

In der Zeichnung sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigenIn the drawing, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown. Show it

Fig. 1 und 2 je eine Glimmrelais-Zündcharakteristik und1 and 2 each have a glow relay ignition characteristic and

Fig. 3 und 4 je ein Schaltschema einer Überwachungseinrichtung. 3 and 4 each show a circuit diagram of a monitoring device.

In der Fig. 1 ist die sogenannte Zündcharakteristik eines bei der Überwachungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommenden Glimmrelais dargestellt. Letzteres ist mit mindestens drei Elektroden ausgerüstet, nämlich einer Anode, einer Zündelektrode und einer Kaltkathode, die in einem mit einem geeigneten Edelgas gefüllten Glas-In FIG. 1, the so-called ignition characteristic is one in the monitoring device according to FIG present invention for application coming glow relay shown. The latter is with at least equipped with three electrodes, namely an anode, an ignition electrode and a cold cathode, which in a glass filled with a suitable noble gas

709 850/184709 850/184

kolben untergebracht sind. Die für das Arbeiten des Glimmrelais wesentlichen Größen sind in erster Linie die zwischen Anode und Kathode liegende Relaisspannung V_R und das an der Zündelektrode zur Wirkung kommende Zündpotential V_2E. Ist das Zündelektrodenpotential kleiner als die negative Kippgrenze — V_K und wird die Relaisspannung Vg so gewählt, daß sie zwar größer als die Löschspannung V_L, aber kleiner als die Zündspannung V₂ der Hauptentladungsstrecke zwischen Anode und Kathode ist, so befindet sich der Arbeitspunkt im einfach schraffierten Gebiet der Zündcharakteristik. Wird nun an die Zündelektrode eine negative Spannung — V_2E angelegt und langsam erhöht, so tritt an der Hilfsentladestrecke zwischen Kathode und Zündelektrode eine Glimmentladung auf, sobald das Zündpotential —V ze den Spannungswert der negativen Kippgrenze — V_K überschreitet, d. h. der Arbeitspunkt in das doppelt schraffierte Gebiet unterhalb dieser Grenze eintritt. Das Auftreten der Glimmentladung zwischen Kathode und Zündelektrode hat sofort die Auslösung der Hauptentladung zwischen Anode und Kathode zur Folge. Wird an die Zündelektrode hingegen eine positive Spannung + V_2E angelegt und diese langsam vergrößert, so tritt eine Glimmentladung zwischen Zündelektrode und Kathode erst bei beträchtlich höheren Werten des Zündpotentials + V_2E auf.pistons are housed. The variables essential for the operation of the glow relay are primarily the relay voltage V _R between the anode and the cathode and the ignition potential V _{2E which is} effective at the ignition electrode . If the ignition electrode potential is less than the negative breakover limit - V _K and the relay voltage Vg is chosen so that it is greater than the extinction voltage V _L but less than the ignition voltage V _{2 of} the main discharge path between anode and cathode, the operating point is in simply hatched area of the ignition characteristic. If a negative voltage - V _2E is now applied to the ignition electrode and slowly increased, a glow discharge occurs on the auxiliary discharge path between the cathode and ignition electrode as soon as the ignition potential - V ze exceeds the voltage value of the negative breakover limit - V _K , i.e. the operating point in the double hatched area occurs below this limit. The occurrence of the glow discharge between the cathode and the ignition electrode immediately triggers the main discharge between the anode and the cathode. If, on the other hand, a positive voltage + V _{2E is} applied to the ignition electrode and this is slowly increased, a glow discharge between the ignition electrode and cathode only occurs at considerably higher values of the ignition potential + V _2E .

In der Fig. 2 ist die Zündcharakteristik eines weiteren bei den Überwachungseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommenden Glimmrelais dargestellt. Letzteres zündet im Gegensatz zum ersten dann, wenn das Potential der Zündelektrode den Spannungswert der positiven Kippgrenze + V_K überschreitet.2 shows the ignition characteristics of a further glow relay used in the monitoring devices according to the present invention. In contrast to the first, the latter ignites when the potential of the ignition electrode exceeds the voltage value of the positive breakdown limit + V _K.

Durch geeignete Formgebung und Anordnung der Elektroden, ist nun bei den hier in Frage stehenden Glimmrelais dafür gesorgt, daß einerseits die Differenz zwischen der Zündspannung V₂ und der Löschspannung V_L, d. h. der ausnutzbare Arbeitsbereich, verhältnismäßig groß ist und daß anderseits die positive Zündspannung + V₂ der Hauptentladestrecke erheblich kleiner ist als die negative Zündspannung — V₂. Durch die zuletzt genannte Eigenschaft wird beim Betrieb des Glimmrelais mit Wechselstrom eine Gleichrichterwirkung erzielt, die relaistechnisch vorteilhaft ist, da dann die Hauptentladung, welche sonst nur durch eine Verkleinerung der Relais spannung V_R unter die Löschspannung V_L oder durch eine kurzzeitige Unterbrechung des Hauptstromkreises gelöscht werden kann, bei jeder Wechselstromhalbwelle selbsttätig unterbrochen wird.By suitable shaping and arrangement of the electrodes, it is ensured in the case of the glow relays in question that on the one hand the difference between the ignition voltage V ₂ and the extinguishing voltage V _L , ie the usable working range, is relatively large and on the other hand the positive ignition voltage + V _{2 of} the main discharge path is considerably smaller than the negative ignition voltage - V ₂ . The last-mentioned property achieves a rectifier effect when operating the glow relay with alternating current, which is advantageous in terms of relay technology, since then the main discharge, which otherwise is only deleted by reducing the relay voltage V _R below the extinction voltage V _L or by briefly interrupting the main circuit can be automatically interrupted at each alternating current half-wave.

In den Fig. 3 und 4 sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Sie unterscheiden sich grundsätzlich dadurch, daß das Glimmrelais beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß der Zündcharakteristik der Fig. 1 mit einem negativen Zündelektrodenpotential arbeitet, während das Glimmrelais des zweiten Ausführungsbeispieles gemäß der Zündcharakteristik der Fig. 2 mit einem positiven Zündelektrodenpotential arbeitet.In FIGS. 3 and 4, two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown. They make a difference basically characterized in that the glow relay in the first embodiment according to the Ignition characteristic of Fig. 1 works with a negative ignition electrode potential, while the glow relay of the second embodiment according to the ignition characteristic of FIG. 2 with a positive one Ignition electrode potential is working.

In der Fig. 3 bedeutet 1 einen Netztransformator, dessen Sekundärwicklung 2 zwei Außenklemmen 3, 4 und eine Anzapfklemme 5 aufweist. An die geerdete Außenklemme 3 ist die Anode 6 des Glimmrelais 7 über ein Relais 8 angeschlossen, welches durch einen Trockengleichrichter 9 überbrückt ist. Mit der Anzapfklemme 5 ist die Kathode 10 des Glimmrelais verbunden, und die Außenklemme4 ist über zwei in Reihe liegenden Kondensatoren 11,12, von denen der Kondensator 12 viel kleiner ist als der Kondensator 11, an die Zündelektrode 13 des Glimmrelais angeschlossen. Den Kondensatoren 11 und 12 liegt je ein Widerstand 14 bzw. 15 parallel, und der zwischen diesen beiden Kondensatoren liegende Schaltpunkt 16 ist über einen Begrenzungswiderstand 17 mit einer in eine Zündflamme 18 einer Gasverbrennungsanlage hineinragenden Elektrode 20 über eine Leitung 19 verbunden. Die Flamme 18 entströmt einem Zündbrenner 21, der bei 22 geerdet ist. Zwischen Elektrode 20 und Brenner 21 liegt demnach bei nicht brennender Flamme 18 die volle Sekundärspannung des Netztransformators I₁ da diese Strecke in diesem Fall praktisch einen unendlich großen Widerstand darstellt. Bei brennender Flamme wird diese Strecke ionisiert, wobei in Richtung des ausströmenden Gases mehr Elektronen fließen als in umgekehrter Richtung, so, daß diese Ionisationsstrecke einen Gleichrichtereffekt aufweist und so die gleichrichtende Impedanz dieser Überwachungseinrichtung bildet. Das Relais 8 ist praktisch mit mehreren Kontaktfedersätzen versehen, mit denen ein Hauptgasventil gesteuert, ein Alarmstromkreis eingeschaltet wird usw. Die \^erhältnisse sind so gewählt, daß die einwandfreie Arbeitsweise der zu überwachenden Anlage dann zur Anzeige gelangt, wenn das Relais 8 erregt ist.In FIG. 3, 1 denotes a mains transformer, the secondary winding 2 of which has two external terminals 3, 4 and a tap terminal 5. The anode 6 of the glow relay 7 is connected to the grounded external terminal 3 via a relay 8 which is bridged by a dry rectifier 9. The cathode 10 of the glow relay is connected to the tap terminal 5, and the outer terminal 4 is connected to the ignition electrode 13 of the glow relay via two series capacitors 11, 12, of which the capacitor 12 is much smaller than the capacitor 11. A resistor 14 or 15 is parallel to each of the capacitors 11 and 12, and the switching point 16 located between these two capacitors is connected via a line 19 via a limiting resistor 17 to an electrode 20 protruding into an ignition flame 18 of a gas combustion system. The flame 18 flows out of a pilot burner 21 which is grounded at 22. Accordingly, when the flame 18 is not burning, the full secondary voltage of the mains transformer I ₁ lies between the electrode 20 and the burner 21, since this path in this case practically represents an infinite resistance. When the flame is burning, this path is ionized, with more electrons flowing in the direction of the outflowing gas than in the opposite direction, so that this ionization path has a rectifying effect and thus forms the rectifying impedance of this monitoring device. The relay 8 is practically provided with several contact spring sets with which a main gas valve is controlled, an alarm circuit is switched on, etc. The conditions are chosen so that the correct operation of the system to be monitored is indicated when the relay 8 is energized.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Überwachungseinrichtung ist die folgende: Ist die Verbrennungsanlage nicht im Betrieb, d. h. brennt die Flamme 18 nicht, so kann bei eingeschalteter Überwachungseinrichtung keine Zündung des Glimmrelais 7 erfolgen, weil einerseits die maximale Amplitude der positiven Halbwelle der Relaisspannung V_R kleiner gewählt ist als die Zündspannung V₂ der Hauptentladestrecke, so daß eine direkte Zündung derselben nicht stattfinden kann, und weil anderseits die zwischen der Zündelektrode 13 und der Kathode 10 während der Dauer der positiven Halbwelle der Relais spannung auftretende, an den Klemmen 4^ 5 des Netztransformators abgegriffene Wechselspannung eine für die Zündung der Hilfsentladestrecke nicht genügend große Amplitude aufweist. Es ist zu beachten, daß im betrachteten Augenblick die Zündelektrode 13 gegenüber der Kathode 10 eine negative Spannung hat.The described monitoring device works as follows: If the combustion system is not in operation, i.e. if the flame 18 is not burning, the glow relay 7 cannot be ignited when the monitoring device is switched on because, on the one hand, the maximum amplitude of the positive half-wave of the relay voltage V _{R is selected to be} smaller than the ignition voltage V _{2 of} the main discharge path, so that a direct ignition of the same cannot take place, and because on the other hand the voltage occurring between the ignition electrode 13 and the cathode 10 during the duration of the positive half-wave of the relay is tapped at the terminals 4 ^ 5 of the mains transformer AC voltage has an amplitude that is not large enough for the ignition of the auxiliary discharge path. It should be noted that at the moment under consideration the ignition electrode 13 has a negative voltage with respect to the cathode 10.

Ist die Anlage hingegen im Betrieb, d. h. brennt die Flamme 18, so tritt ihre gleichrichtende Wirkung in Erscheinung, was zur Folge hat, daß während jeder negativen Halbwelle der Relaisspannung von der Klemme 4 über die Widerstände 14,17, die Ionisationsstrecke 20, 21 und die Erdung 22 ein Gleichstrom zur geerdeten Außenklemme 3 fließt. Dabei wird der dem Widerstand 14 parallel liegende Kondensator 11 nach Maßgabe des am Widerstand 14 auftretenden Spannungsabfalles aufgeladen. Dies hat zur Folge, daß der Schaltpunkt 16 gegenüber der Außenklemme 4 ein negatives Potential annimmt. Bei der nachfolgenden positiven Halbwelle der Relais spannung V_R entlädt sich zwar der Kondensator 11 etwas über den Widerstand 14, was aber nur eine verhältnismäßig geringe Entladung zur Folge hat, so daß trotz derselben das Potential des Schaltpunktes 16 nach jeder negativen Halbwelle der Relaisspannung zunehmend negativer wird. Dies hat eine entsprechende Verlagerung der zwischen der Zündelektrode 13 und der Kathode 10 wirksamen Wechselspannung in negativer Richtung zur Folge. Sobald diese Verlagerung genügend groß geworden ist, überschreitet während einer positiven Halbwelle der Relaisspannung V_R eine negative Halbwelle der an der Hilfsentladestrecke wirksamen Wechselspannung die negative Kippgrenze — V, und diese wird durch eine von der Zündelektrode 13 sich aus-On the other hand, if the system is in operation, ie if the flame 18 is burning, its rectifying effect appears, with the result that during each negative half-wave of the relay voltage from terminal 4 via resistors 14,17, ionization path 20, 21 and the ground 22 a direct current flows to the grounded external terminal 3. The capacitor 11 lying parallel to the resistor 14 is charged in accordance with the voltage drop occurring across the resistor 14. As a result, the switching point 16 assumes a negative potential with respect to the external terminal 4. In the subsequent positive half-wave of the relay voltage V _R , although the capacitor 11 discharges somewhat through the resistor 14, but this only results in a relatively small discharge, so that despite the same the potential of the switching point 16 after each negative half-wave of the relay voltage increasingly negative will. This results in a corresponding shift in the alternating voltage effective between the ignition electrode 13 and the cathode 10 in the negative direction. As soon as this shift has become sufficiently large, a negative half-wave of the alternating voltage effective at the auxiliary discharge path exceeds the negative breakover limit - V, during a positive half-cycle of the relay voltage V _R , and this is triggered by an ignition electrode 13.

bildenden Glimmentladung gezündet. Dies bewirkt, malen Zustand sofort zur Anzeige bringt. Dies ge-forming glow discharge ignited. This causes the paint state to be displayed immediately. This

daß die Spannung der Hilfsentladestrecke 10, 13 auf schieht dadurch, daß der Kondensator 11 nicht mehrthat the voltage of the auxiliary discharge path 10, 13 occurs due to the fact that the capacitor 11 is no longer

die Löschspannung sinkt. Damit tritt eine plötzliche durch einen Gleichstrom aufgeladen, sondern durchthe erase voltage drops. With it occurs a sudden charged by a direct current, but through

Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 10 und 13 einen über die keinen oder keinen genügenden Gleichauf, welche im Verhältnis der Kapazitätswerte der 5 richtereffekt mehr aufweisende Fühlerstrecke fließen-Potential difference between electrodes 10 and 13 has no or no sufficient equalization, which flow in the ratio of the capacitance values of the 5 Richter effect more sensor path -

Kondensatoren 11,12 aufgeteilt wird, wobei am Kon- den Wechselstrom nur noch fortwährend umgeladenCapacitors 11, 12 is divided, with alternating current only being continuously recharged at the condenser

densator 12, der viel kleiner gewählt ist als der Kon- wird. Der Schaltpunkt 16 kann somit nicht mehr dascapacitor 12, which is chosen to be much smaller than the con. Switching point 16 can no longer do that

densator 11, praktisch die ganze Potentialdifferenz für eine Zündung der Hilfsentladestrecke notwendigecapacitor 11, practically the entire potential difference necessary for ignition of the auxiliary discharge path

vorhanden ist. Diese plötzlich auftretende Potential- Potential erreichen, und das Glimmrelais 7 setzt, falls änderung bedingt das Fließen eines Gleichstromes von io es im Betrieb war, aus oder zündet nicht, falls es inis available. Reach this suddenly occurring potential potential, and the glow relay 7 sets, if Change causes a direct current to flow from io it was in operation, off or does not ignite if it is in

der Anzapfklemme 5 über die Kathode 10, die Zünd- Betrieb genommen wird. Dadurch zeigt es an, daß diethe tap terminal 5 via the cathode 10, the ignition mode is taken. This indicates that the

elektrode 13 und die Widerstände 15,14 mit parallel Anlage nicht in Ordnung ist.electrode 13 and the resistors 15,14 with parallel system is not in order.

geschalteten Kondensatoren 12,11 zur Außenklemme4. In der Fig. 4 ist ein zweites Beispiel einer Über-Dieser durch die Aufladung des Kondensators 12 be- wachungseinrichtung dargestellt, das so geschaltet dingte Gleichstromimpuls bewirkt nun die Zündung 15 und dessen Glimmrelais so ausgebildet ist, daß nicht der Hauptentladestrecke 6,10 und damit die Erregung die negative Kippgrenze +V_K gemäß Fig. 2 zur Zündes Relais 8. Nach dem Abklingen des Stromimpulses dung überschritten werden muß. Außerdem wurde fließt nur noch ein verhältnismäßig kleiner Gleichstrom hier als Fühler mit gleichrichtender Impedanz eine über die Widerstände 14,15, und der Kondensator 11 Photozelle 23 vorgesehen. Die bereits verwendeten entlädt sich langsam einerseits über den Widerstand 20 Bezugszeichen wurden auf die Schaltteile der Fig. 4, 14 und anderseits über den Widerstand 15 und die soweit möglich, übertragen. Die Anode 24 der Photo-Hilfsentladestrecke 10,13. Nach der Löschung der zelle 23 ist hier über einen Begrenzungswiderstand 25 Glimmentladung besorgt der Widerstand 15 die Ent- mit der Außenklemme 4 des Netztransformators 1 verladung des Kondensators 12, wodurch der Ausgangs- bunden, während die Kathode 26 derselben an den zustand wieder erreicht wird. 25 Schaltpunkt 16 angeschlossen ist. Letztere ist überswitched capacitors 12, 11 to the external terminal 4. 4 shows a second example of an over-this monitoring device due to the charging of the capacitor 12, the switched direct current pulse now causes the ignition 15 and its glow relay is designed so that the main discharge path 6, 10 and thus not the excitation the negative breakover limit + V _K according to FIG. 2 for the ignition relay 8. After the current pulse has decayed training must be exceeded. In addition, only a relatively small direct current flows here as a sensor with rectifying impedance via the resistors 14, 15 and the capacitor 11, photo cell 23 is provided. The already used discharges slowly on the one hand via the resistor 20 Reference numerals have been transferred to the switching parts of FIGS. 4, 14 and on the other hand via the resistor 15 and as far as possible. The anode 24 of the auxiliary photo discharge path 10.13. After the cell 23 has been extinguished, the resistor 15 takes care of the discharge of the capacitor 12 with the external terminal 4 of the mains transformer 1 via a limiting resistor 25, thereby reloading the output while the cathode 26 of the same is reached again. 25 switching point 16 is connected. The latter is over

Da das Glimmrelais 7 nur so lange gezündet bleiben eine Leitung 27 geerdet. Der Kondensator 11 und der kann, als die positive Halbwelle der Relaisspannung parallel geschaltete Widerstand 14 sind einerseits an V_R einen Wert aufweist, der größer ist als die Lösch- den Schaltpunkt 16 und anderseits an eine Anzapfspannung Vι, würde das Relais 8 nur impulsweise er- klemme 28 angeschlossen, die sich zwischen der regt und zwischen den aufeinanderfolgenden Impulsen 30 Außenklemme 3 und der Anzapfklemme 5 befindet, jeweils abfallen. Um dies zu verhindern, ist dem Re- Am Glimmrelais 7 liegt auch hier wieder die zwischen lais 8 der Trockengleichrichter 9 parallel geschaltet, den Klemmen 3,5 auftretende Wechselspannung, wähüber den in den Strompausen ein durch die beim Ab- rend zwischen der Zündelektrode 13 und der Kathode schalten des Relais entstehende Selbstinduktionsspan- 10 die zwischen den Klemmen 28 und 5 auftretende nung erzeugten Ausgleichsstrom fließt. Dadurch findet 35 Wechselspannung liegt. Im Gegensatz zu den Verhälteine sehr wirksame Glättung des Relaisstromes statt, nissen beim ersten Ausführungsbeispiel tritt hier wäh-. und das Relais 8 bleibt auch während der Strompausen rend der positiven Halbwelle der Relaisspannung Vr erregt. Dadurch wird z. B. bewirkt, daß das Regel- an der Hilfsentladestrecke ebenfalls eine positive ventil eines Hauptgasbrenners geöffnet wird, so daß Halbwelle auf. Die Verhältnisse sind so gewählt, daß sich das aus dem Hauptbrenner entströmende Gas an 40 die bei nicht beleuchteter Photozelle 23 während der der Zündflamme 18 entzünden kann. Ferner kann positiven Halbwelle der Relaisspannung V_R zur Wirdurch das erregte Relais 8 ein Signalstromkreis ge- kung kommende Spannung nicht genügt, um eine Zünschlossen werden, durch den das richtige Arbeiten der dung der Hilfsentladestrecke einzuleiten. In diesem Anlage angezeigt wird. . Fall zündet das Glimmrelais 7 demnach nicht, und dasSince the glow relay 7 is only ignited for so long, a line 27 remains grounded. The capacitor 11 and the resistor 14 connected in parallel as the positive half-wave of the relay voltage are on the one hand at V _{R has} a value that is greater than the extinguishing switching point 16 and on the other hand at a tap voltage Vι, the relay 8 would only be pulsed - Terminal 28 connected, which is located between the energizes and between the successive pulses 30 external terminal 3 and the tapping terminal 5, each fall off. In order to prevent this, the alternating voltage that occurs in the current breaks is again connected in parallel between the relay 8 of the dry rectifier 9 and the terminals 3, 5, while the alternating voltage that occurs in the current breaks is connected in parallel to the relay 7 between the ignition electrode 13 when it is switched off and the cathode switch the relay resulting self-induction voltage 10 the compensation current generated between the terminals 28 and 5 flows. This finds 35 alternating voltage. In contrast to the behavior, a very effective smoothing of the relay current takes place, nissen occurs here in the first embodiment. and the relay 8 remains energized even during the current breaks rend the positive half-wave of the relay voltage Vr . This z. B. causes the control at the auxiliary discharge also a positive valve of a main gas burner is opened, so that half-wave on. The conditions are chosen so that the gas flowing out of the main burner can ignite at the photocell 23 when the photocell 23 is not illuminated during the ignition flame 18. Furthermore, the positive half-wave of the relay voltage V _R can not be sufficient to initiate the correct operation of the auxiliary discharge path. In this attachment is displayed. . Case, the glow relay 7 does not fire, and that

Löscht nun die Zündflamme 18 während des Be- 45 Relais 8 ist nicht erregt und zeigt den unbelichteten triebes aus irgendeinem Grunde aus, z. B. durch vor- Zustand der Photozelle 23 an. Letztere ist nun so anübergehende Unterbrechung der Gaszufuhr usw., so geschlossen, daß sie während der positiven Halbwelle wird der Kondensator 11 nicht mehr über die Ionisa- der Relaisspannung V_R auch bei Belichtung sperrt, tionsstrecke 20, 21 aufgeladen. Er beginnt sich des- Während der negativen Halbwelle der Relais spannung halb langsam über den Widerstand 14 und die Hilfs- 50 fließt bei belichteter Photozelle von der Außenklemme 4 entladestrecke 13,10 zu entladen. Nach einigen Wech- ein Gleichstrom über den Begrenzungswiderstand 25, selstromperioden ist diese Entladung dann so weit die Photozelle 23 und den Kondensator 11 zur Anfortgeschritten, daß eine Zündung der Hilfsentlade- zapfklemme 28. Dabei wird der Kondensator 11 langstrecke nicht mehr möglich ist. Damit wird natürlich sam aufgeladen, und der Schaltpunkt 16 und damit auch die Hauptentladestrecke nicht mehr gezündet, 55 auch die Zündelektrode 13 nehmen gegenüber der und das Relais 8 fällt ab. Dies hat die Unterbrechung Kathode 10 des Glimmrelais 7 ein positives Potential der Gaszufuhr zum Hauptbrenner und zum Zünd- an. Dies hat eine entsprechende Verlagerung der zwibrenner 21 zur Folge. Gleichzeitig kann durch das sehen der Zündelektrode 13 und der Kathode 10 wirk-Relais 8 ein Alarmstromkreis geschlossen werden, samen Wechselspannung gegen die positive Kippdurch den das Ausfallen der Anlage angezeigt wird. 60 grenze V^ zur Folge. Sobald diese Verlagerung ge-Now extinguishes the pilot flame 18 during the loading 45 Relay 8 is not energized and shows the unexposed operation for some reason, z. B. by pre-state of the photocell 23 on. The latter is now so temporary interruption of the gas supply, etc., so closed that during the positive half-cycle the capacitor 11 is no longer blocked via the ionizer relay voltage V _R even during exposure, charging path 20, 21. It begins to discharge during the negative half-wave of the relay voltage half slowly across the resistor 14 and the auxiliary 50 flows when the photocell is exposed from the external terminal 4 discharge path 13.10. After a few alternating a direct current through the limiting resistor 25, self-current periods, this discharge has progressed so far the photocell 23 and the capacitor 11 that an ignition of the auxiliary discharge terminal 28 is no longer possible for a long time. Thus, of course, sam is charged, and the switching point 16 and thus also the main discharge path are no longer ignited, 55 and the ignition electrode 13 decrease opposite and the relay 8 drops out. This has the interruption of the cathode 10 of the glow relay 7 a positive potential of the gas supply to the main burner and to the ignition. This results in a corresponding displacement of the twin burners 21. At the same time, by seeing the ignition electrode 13 and the cathode 10 active relay 8, an alarm circuit can be closed, seeding alternating voltage against the positive tilt, which indicates the failure of the system. 60 limit V ^ result. As soon as this shift

Es kann nun aber vorkommen, daß der Fühler mit nügend groß geworden ist, wird die Hilfsentlade-However, it can now happen that the feeler has become sufficiently large if the auxiliary discharge

gleichrichtender Impedanz, d. h. im vorliegenden Fall strecke 10,13 während einer positiven Halbwelle derrectifying impedance, d. H. in the present case stretch 10.13 during a positive half-wave of the

die Ionisationsstrecke 18, 21 durch zunehmende Ver- Relaisspannung gezündet, was die sofortige Zündungthe ionization path 18, 21 ignited by increasing relay voltage, resulting in immediate ignition

schmutzung, Verrußung usw. langsam überbrückt der Hauptentladestrecke 6,10 und die Erregung desdirt, soot, etc. slowly bridged the main discharge path 6,10 and the excitation of the

wird, so daß seine gleichrichtende Eigenschaft teil- 65 Relais 8 zur Folge hat. Die Vorgänge im Zündstromis, so that its rectifying property partially has 65 relay 8 result. The processes in the ignition current

weise oder ganz verlorengeht. An Stelle der gleich- spielen sich dabei sinngemäß gleich ab wie beim erstenwise or lost altogether. Instead of the same, they take place in the same way as with the first

richtenden Impedanz tritt dann eine in der Haupt- Ausführungsbeispiel. Der Gleichstromimpuls fließtDirecting impedance then occurs in the main embodiment. The direct current pulse flows

sache ohmsche Impedanz. Da diese auch beim Ver- dabei von der Anzapfklemme 28 über die Konden-thing ohmic impedance. Since this also occurs when connecting from the tapping terminal 28 via the condenser

löschen der Zündflamme vorhanden ist, ist es für das satoren 11,12 mit parallel geschalteten Widerständenextinguishing the pilot flame is available, it is for the generators 11,12 with resistors connected in parallel

Überwachungsgerät Bedingung, daß es diesen ano- 70 14,15 und die Hilfsentladestrecke 13,10 zur Anzapf-Monitoring device condition that it is ano- 70 14,15 and the auxiliary discharge line 13,10 to the tapping

klemme 5. Die Hauptentladestrecke 6., 10 löscht, sobald die Relaisspannung V^ kleiner als die Löschspannung V_L wird. Setzt nun die zu überwachende Flamme aus irgendeinem Grunde aus, d. h. wird die Beleuchtung der Photozelle 23 unterbrochen, so wird der Kondensator 11 nicht mehr aufgeladen, da der über die Photozelle fließende Gleichstrom jetzt unterbrochen ist. Das Glimmrelais 7 setzt demnach aus, und das abfallende Relais 8 sorgt für die Außerbetriebsetzung der Verbrennungsanlage und meldet die χ₀ Störung.Terminal 5. The main discharge path 6., 10 extinguishes as soon as the relay voltage V ^ is less than the extinction voltage _{V L.} If the flame to be monitored fails for any reason, ie if the lighting of the photocell 23 is interrupted, the capacitor 11 is no longer charged, since the direct current flowing through the photocell is now interrupted. The glow relay 7 therefore fails, and the relay 8 which drops out ensures that the combustion system is shut down and reports the χ ₀ fault.

Wird die Photozelle 23 nach längerem Betrieb, infolge Verschmutzung usw., durch eine ohmsche Impedanz teilweise oder ganz überbrückt, so fließt über den Photozellenstromkreis unabhängig von deren Beleuchtung ein Wechselstrom. Der Kondensator 11 wird daher nicht mehr aufgeladen, und das Überwachungsgerät geht in Störstellung.If the photocell 23 after prolonged operation, due to soiling, etc., by an ohmic impedance partially or completely bridged, then flows through the photocell circuit regardless of their lighting an alternating current. The capacitor 11 is therefore no longer charged, and so is the monitoring device goes into fault position.

Im Stromkreis des Widerstandes 14 kann bei beiden Ausführungsbeispielen ein Kontakt 29 vorgesehen sein, der durch das Relais 8 so betätigt wird, daß er bei Erregung desselben öffnet. Dadurch wird erreicht, daß in den Löschpausen des fortwährend gezündeten Glimmrelais 7 das Potential des Schaltpunktes 16 auf einem nahezu konstanten Wert gehalten wird, weil dann die Entladungsphase über den Parallelwiderstand 14 fortfällt. Dadurch wird erreicht, daß das Überwachungsgerät im Betrieb empfindlicher ist als beim Ansprechen. Soll das Überwachungsgerät in beiden Fällen die maximale Empfindlichkeit aufweisen, so wird der Parallelwiderstand 14 entbehrlich und kann weggelassen werden. Das Glimmrelais 7 mit der Zündelektrode 13 kann noch mit weiteren Hilfselektroden versehen sein, falls diese zur Steigerung der Empfindlichkeit und Betriebssicherheit beitragen.A contact 29 can be provided in the circuit of the resistor 14 in both exemplary embodiments be, which is actuated by the relay 8 so that it opens the same when energized. This achieves that in the quenching pauses of the continuously ignited glow relay 7, the potential of the switching point 16 on is kept at an almost constant value, because then the discharge phase via the parallel resistor 14 is omitted. This ensures that the monitoring device is more sensitive in operation than in Speak to. If the monitoring device is to have the maximum sensitivity in both cases, so the parallel resistor 14 is unnecessary and can be omitted. The glow relay 7 with the ignition electrode 13 can also be provided with further auxiliary electrodes, if these are used to increase the sensitivity and operational safety.

Zur Glättung des Relaisstromes kann dem Relais 8 an Stelle des Trockengleichrichters 9 auch ein Kondensator parallel geschaltet sein. Es ist auch möglich, die Parallelschaltung eines Schaltelementes dadurch zu umgehen, daß ein Relais mit Abfallverzögerung verwendet wird. Kommt beim Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 als Fühler eine Photozelle zur Anwendung, so fällt die Erdung der Außenklemme 3 des Netztransformators 1 fort. In diesem Fall ist dann z. B. zweckmäßigerweise der Schaltpunkt 16 geerdet.To smooth the relay current, the relay 8 can also have a capacitor instead of the dry rectifier 9 be connected in parallel. It is also possible to connect a switching element in parallel avoid using a relay with drop-out delay. Comes in accordance with the exemplary embodiment 3 a photocell is used as a sensor, the grounding of the external terminal 3 of the Mains transformer 1 continued. In this case z. B. expediently the switching point 16 is grounded.

Die Begrenzungswiderstände 17 und 25 verhindern einerseits, daß das Potential des Schaltpunktes 16 bei einem Kurzschluß der Fühlerklemmen übermäßig ansteigt, und anderseits wirken sie als Berührungsschutz. The limiting resistors 17 and 25 prevent on the one hand that the potential of the switching point 16 at a short circuit of the sensor terminals increases excessively, and on the other hand they act as protection against accidental contact.

Die beschriebene Überwachungseinrichtung hat den Vorteil, daß sie infolge der Verwendung eines Glimmrelais mit kalter Kathode sehr empfindlich und betriebssicher ist. Im Gegensatz zu Geräten, bei denen Elektronenröhren zur Anwendung kommen, ist die beschriebene Einrichtung nach dem Einschalten sofort betriebsbereit. Die vorgesehene Schaltung überwacht nicht nur ständig das Vorhandensein der als Fühler dienenden gleichrichtenden Impedanz, sondern spricht auch sofort an, wenn diese zwar vorhanden ist, aber ihre gleichrichtende Wirkung aus irgendeinem Grunde verloren hat. Zudem ist der ganze Aufbau der Schaltung so, daß auch das Versagen irgendeines Schaltelementes unter keinen Umständen eine Flamme vortäuschen kann.The monitoring device described has the advantage that it is due to the use of a glow relay with a cold cathode is very sensitive and reliable. In contrast to devices where Electron tubes are used, the device described is immediately after switching on ready for use. The circuit provided not only constantly monitors the presence of the sensor serving rectifying impedance, but also responds immediately if this is present, but has for some reason lost its rectifying effect. In addition, the whole structure of the circuit so that even the failure of any switching element does not simulate a flame under any circumstances can.

Claims

Patent claims:

1. Monitoring device for flames from combustion plants using rectifying impedance as a sensor and with a 70 co-operating with this and a relay controlling glow relay, characterized in that the rectifying impedance (2O ₃ 21 or 23) with the at least one capacitor (11) containing Ignition circuit (11 to 15) of the glow relay (7) is connected in such a way that the capacitor (11) is only charged during the negative half-waves of a relay alternating voltage effective at the glow relay (7).

2. Monitoring device according to claim 1, characterized in that the ignition circuit two series capacitors (11, 12) are provided, between which the rectifying Impedance (20, 21 or 23) is connected.

3. Monitoring device according to claim 1 or 2, characterized in that at least a capacitor (11 or 12), a resistor (14 or 15) is connected in parallel.

4. Monitoring device according to claim 1 or 2, characterized in that the two Capacitors (11, 12) have different capacitance values, that of the dem Glow relay (7) closer capacitor (12) is smaller than that of the other capacitor (11).

5. Monitoring device according to claim 1, characterized in that the glow relay (7) has at least three electrodes (6, 10, 13), which act as cold cathode, ignition electrode and anode are trained.

6. Monitoring device according to claim 1 or 5, characterized in that the anode circuit (3 to 6) of the glow relay (7) a relay (8) bridged by a rectifier (9) is switched irt.

7. Monitoring device according to claim 1 or 5, characterized in that the anode circuit (3 to 6) of the glow relay (7) a relay (8) bridged by a capacitor is switched is.

8. Monitoring device according to claim 1 or 5, characterized in that the anode circuit (3 to 6) of the glow relay (7) a relay (8) with drop-out delay is switched.

9. Monitoring device according to claim 1 or 5, characterized in that the anode (6) of the glow relay (7) with one outer terminal (3) of the secondary winding (2) of a mains transformer (1) is connected to the other external terminal (4) of which the ignition circuit (11 to 15) is connected, while the cathode circuit (5, 10) with a tap terminal (5) of the Secondary winding (2) is connected.

10. Monitoring device according to claim 1, 5 or 9, characterized in that the with the External terminal connected to the anode (6) of the glow relay (7) (3) the secondary winding (2) and not connected to the ignition circuit (11 to 15) standing pole (20 or 26) of the rectifying impedance (21, 20 or 23) is grounded.

11. Monitoring device according to claim 1, characterized in that in the circuit (4, 13) a limiting resistor (25) is provided for the rectifying impedance.

12. Monitoring device according to claim 1 or 5, characterized in that the anode (6) of the glow relay (7) with one outer terminal (3) of the secondary winding (2) of a mains transformer (1) is connected to the other external terminal (4) of which is not connected to the ignition current

circle (11 to 15) connected pole (24) of the rectifying impedance (23) is, while the cathode (10) of the glow relay (7) with a first tap terminal (5) of the secondary winding (2) and the ignition circuit (11 to 15) with a second, between the first tap terminal (5) and the external terminal connected to the anode (6) of the glow relay (7) (3) the secondary winding arranged tap terminal (28) are connected.

13. Monitoring device according to claim 1 or 5, characterized in that the glow relay (7) has a fourth electrode designed as an auxiliary ignition electrode, which is connected to an intermediate the external terminal (3) of the secondary winding connected to the anode (6) of the glow relay (7) (2) a network transformer (1) and one

1010

between this terminal (5) connected to the cathode (10) of the glow relay (7) Tap terminal of the secondary winding is connected.

14. Monitoring device according to claim 1, 2, 4 or 5, with one in the anode circuit (3, 6) of the Glow relay (7) switched relay (8), characterized in that in the circuit of the Ignition electrode (13) distant capacitor (11) resistor (14) connected in parallel a break contact (29) of the relay (8) is provided.

Considered publications:
German Patent No. 657 89o;
Swiss Patent No. 289 187;
U.S. Patent Nos. 1,809,280, 2,528,589.

1 sheet of drawings