DE10312669B3

DE10312669B3 - Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Flammenstromes eines Brenners

Info

Publication number: DE10312669B3
Application number: DE10312669A
Authority: DE
Inventors: Derk Vegter
Original assignee: Honeywell BV
Current assignee: Honeywell BV
Priority date: 2003-03-21
Filing date: 2003-03-21
Publication date: 2004-10-21
Anticipated expiration: 2023-03-22
Also published as: ES2374180T3; ATE532008T1; EP1460338B1; EP1460338A1

Abstract

Gezeigt wird eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Flammenstromes eines Brenners. Diese Schaltungsanordnung umfasst eine Messeinrichtung zur Ermittlung des Flammenstromes mittels einer hochfrequenten Erregerspannung. Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit der Messung wird der Flammenstrom mit und ohne Erregerspannung ermittelt und die hierbei erhaltenen Ergebnisse voneinander abgezogen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Flammenstromes eines Brenners mit Hilfe eines Flammenstabes.
Die EP 0 867 661 A2 zeigt einen Flammenwächter, dessen Flamme mit Hilfe eines Flammenstabes überwacht wird. Dieser Flammenwächter macht sich die Gleichrichtereigenschaft der Flamme zunutze. Der Flammenstab wird über einen Kondensator und ein Widerstandsnetzwerk mit einer Wechselspannung versorgt, wohingegen der Brenner bzw. die Brennerdüse geerdet ist. Ein anderer Ausgang des Widerstandsnetzwerkes ist mit einem Verstärker verbunden. Fließt auf Grund einer vorhandenen Flamme eine Halbwelle der Wechselspannung über die Flamme ab, entsteht am Ausgang des Flammenverstärkers ein die Flamme anzeigendes Ausgangssignal. Bei Abbruch der Flamme wird dem Flammenverstärker eine Wechselspannung zugeführt, so dass an dessen Ausgang ein entsprechend anderes Signal entsteht, dass das Nicht-Bestehen einer Flamme zuverlässig anzeigt.
Ein weiterer Flammenwächter dieser Art ist aus der EP 0 498 619 A2 bekannt. Auch dieser Flammenwächter ist nicht zur quantitativen Messung des Flammenstromes bestimmt.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Flammenstromes eines Brenners anzugeben, die eine zuverlässige Ermittlung des Flammenstromes ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Schaltungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Schaltungsanordnung gemäß Patentanspruch 1 umfasst demzufolge neben einer Messeinrichtung zur Ermittlung eines Flammenstromes mit Hilfe einer hochfrequenten Erregerspannung, wobei die Ermittlung des Flammenstromes zumindest einmal mit ausgeschalteter und zumindest einmal mit eingeschalteter Erregerspannung erfolgt. Die beiden hierbei ermittelten Flammenströme werden voneinander abgezogen. Hierdurch reduzieren sich die Störeinflüsse auf das Messergebnis. Auch wird durch diese Maßnahme ein Fail-Safe-Verhalten sichergestellt, da bei einem Ausfall der Messanordnung das Ergebnis automatisch Null wäre.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Vorteilhafterweise ist die Schaltungsanordnung derart ausgelegt, dass die Vergleichseinrichtung die Messeinrichtung zur Ermittlung des Flammenstromes dann aktiviert, wenn sich das Massepotential an das Erdpotential annähert. Dies ist wegen der üblicherweise verwendeten Frequenz von 50 Hz normalerweise nach 20 Millisekunden der Fall.
Alternativ hierzu kann die Messeinrichtung den Flammenstrom auch kontinuierlich ermitteln. Dann muss aber durch die Vergleichseinrichtung sichergestellt werden, dass das Ermittlungsergebnis nur dann ausgegeben wird, wenn das Massepotential dem Erdpotential entspricht.
Die Messeinrichtung ist vorteilhafter Weise zur Ermittlung der Höhe des Flammenstroms geeignet. Die genaue Größe des Flammenstroms ermittelt sie dabei beispielsweise anhand einer hochfrequenten Erregerspannung.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher erläutert.
Ein nicht geerdeter Mittelpunkt bedeutet im weiteren einen Mittelpunkt, der keine niederohmige Verbindung mit der Erde aufweist, von dieser aber auch nicht isoliert ist, so dass eine hochohmige Verbindung besteht.
In der Figur ist mit 1 eine Messeinrichtung mit 2 eine Vergleichseinrichtung, mit 3 eine Spannungsversorgungseinrichtung, mit 4 ein Anschluss für einen Flammenstab, mit 5 ein Anschluss für einen Brenner bzw. eine Brennerdüse, mit 6 das Massepotential, mit 7 das Erdpotential, mit 8 ein Ausgangsanschluss der Messeinrichtung und mit 9 ein Versorgungsspannungsanschluss der Spannungsversorgungseinrichtung 3 bezeichnet.
Die beiden Versorgungsspannungsanschlüsse 9 der Spannungsversorgungseinrichtung 3 sind im Falle einer Spannungsversorgung aus einem Netz mit nicht geerdetem Mittelpunkt jeweils mit einer Phase des Drehstromnetzes zu verbinden. Im Falle der Spannungsversorgung aus einem Drehstromnetz mit geerdetem Mittelpunkt können die Spannungsversorgungsanschlüsse 9 mit einem Phasenleiter und einem Nulleiter verbunden werden.
Die Spannungsversorgungseinrichtung 3 versorgt, wie im Bild gezeigt, den Anschluss 4 für den Flammenstab bzw. die Messeinrichtung 1 mit einer Wechselspannung, die die Frequenz des Drehstromnetzes oder die doppelte Frequenz aufweist. Auch eine Versorgung mit einer höheren Frequenz ist möglich.
Darüber hinaus dient die Spannungsversorgungseinrichtung zur Spannungsversorgung der Messeinrichtung 1 sowie der Vergleichseinrichtung 2 über in der Figur nicht gezeigte Zuleitungen. Die Spannungsversorgungseinrichtung 3 erzeugt ferner das Massepotential 6, das ebenfalls der Vergleichseinrichtung 2 zugeführt wird. Je nach Bedarf kann das Massepotential 6 ebenfalls auch der Messeinrichtung 1 über eine in der Figur nicht gezeigte Zuleitung zugeführt werden.
Ein Teil der Spannungsversorgungseinrichtung 3 zur Spannungsversorgung des Flammenstabes 4 kann, wie in der EP 0 867 661 A2 angegeben, ausgeführt sein.
Die Messeinrichtung 1 umfasst zumindest einen Messverstärker und ist derart ausgestaltet, dass sie an ihrem Ausgangsanschluss 8 ein Signal ausgibt, das zur Höhe des Flammenstromes proportional ist. Im Falle der Ausbildung der Messeinrichtung in digitaler Form kann es sich hierbei um ein digitales oder analoges Signal handeln, wohingegen es sich im Falle der Ausbildung der Messeinrichtung als rein analoge Messeinrichtung um ein analoges Signal handelt.
Die Vergleichseinrichtung 2 umfasst zumindest einen Komparator, der z.B. durch einen Operationsverstärker gebildet werden kann. Ein Anschluss dieses Komparators ist mit dem geerdeten Brenner bzw. der geerdeten Brennerdüse verbunden, wohingegen ein anderer Anschluss dieses Komparators mit dem von der Spannungsversorgungseinrichtung bereitgestellten Massepotential verbunden ist. Hierdurch wird die Vergleichseinrichtung 2 in die Lage versetzt, ein Ausgangssignal auszugeben, das angibt, ob das Massepotential gerade dem Erdpotential entspricht oder nicht. Dieses Ausgangssignal wird der Messeinrichtung 1 zugeführt.
Zur Ermittlung des Flammenstromes kann die Messeinrichtung durch das Ausgangssignal der Vergleichseinrichtung zur Messung des Flammenstromes aktiviert werden.
Alternativ hierzu kann die Messeinrichtung 1 den Flammenstrom auch kontinuierlich ermitteln, ihn aber nur dann ausgeben, wenn die Vergleichseinrichtung feststellt, dass das Massepotential dem Erdpotential entspricht. Hierbei kann die Messeinrichtung das derart ermittelte Messsignal entweder nur dann an den Ausgangsanschluss 8 weitergeben, wenn das Massepotential dem Erdpotential entspricht oder aber nur dann das an den Ausgangsanschluss 8 abgegebene Ausgangssignal ändern, wenn es nicht mehr dem zuvor ermittelten entspricht und das Massepotential dem Erdpotential entspricht.
Die gezeigte Schaltungseinrichtung ist zur Ermittlung des Flammenstromes bei Versorgung der Stromversorgungseinrichtung aus einem Drehstromnetz ohne geerdeten Mittelpunkt ausgelegt, kann vorteilhafterweise gleichzeitig aber auch bei Versorgung der Stromversorgungseinrichtung aus einem Drehstromnetz mit geerdetem Mittelpunkt verwendet werden.

Claims

Schaltungsanordnung zur Ermittlung des Flammenstromes eines Brenners mit einer Messeinrichtung (1) zur Ermittlung des Flammenstromes mit Hilfe einer hochfrequenten Messspannung wobei der Flammenstrom einmal mit eingeschalteter Messspannung und einmal mit ausgeschalteter Messspannung ermittelt wird und die Ergebnisse voneinander abgezogen werden.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vergleichseinrichtung (2) zum Vergleich des Erdpotentials (7) mit einem Massepotential (6) der Schaltungsanordnung, wobei eine Ermittlung des Flammenstromes erfolgt, wenn das Massepotential dem Erdpotential entspricht.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung die Messeinrich tung zur Ermittlung des Flammenstromes aktiviert, wenn sich das Massepotential an das Erdpotential annähert.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vergleichseinrichtung die Messeinrichtung zur Ein- und Ausschaltung der Messspannung synchron zur Frequenz des Masse- oder Erdpotentials veranlasst.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung den Flammenstrom kontinuierlich ermittelt, das Ermittlungsergebnis aber nur dann ausgegeben wird, wenn das Massepotential dem Erdpotential entspricht.
Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung die Höhe des Flammenstromes misst.