Steuer- und Sicherheitsvorrichtung für Gas- oder Ölfeuerung Die Erfindung
bezieht sich auf eine Steuer- und Sicherheitsvorrichtung für eine Gas- oder Ölfeuerung
mit einem Brenner, einem Flammenwächter und einer zwischen dem Fühler des Flammenwächters
und der Brennerflamme angeordneten Lochblende: Es sind zahlreiche Steuer- und Sicherheitsvorrichtungen
für Feuerungen mit Flammenwächtern bekannt. Deren Fühler sind jedoch sehr störanfällig
und müssen selbst überwacht werden, damit sie keine Fehlschaltungen durchführen
und dadurch z. B. Gas dem Brenner zuführen, wenn weder eine Flamme noch Zündfunken
vorhanden sind. Bei einem bekannten Verfahren zur Selbstsicherung fotoelektrischer
Flammenwächter wird zwischen Flamme und Fühler eine Lochblende angeordnet, die in
gewissen Zeitabständen eine Verdunkelung des Fühlers bewirkt. Im übrigen befaßt
sich dieses Verfahren mit der periodischen Abschaltung des Flammenwächters während
der Abdunkelung des Fühlers, damit die Brennstoffzufuhr in den Verdunkelungszeiten
nicht unterbrochen wird. Ferner ist es zur Temperaturmessung bekannt, zwischen einem
in einem Ofen elektrisch beheizten Werkstück und einer Fotozelle eine kegelige Lochblende
anzuordnen, die in einzelne Sektoren aufgeteilt ist, wobei die Strahlen des erhitzten
Werkstückes zwischen den Sektoren der rotierenden Blende und durch eine Linse auf
die Fotozelle fallen, während in den Abdunkelungszeiten über die verspiegelten konischen
Flächen der Lochblende die Strahlen einer Glühlampe auf die Fotozelle geworfen werden.
Aus dem Vergleich dieser jeweils abwechselnd auf die Fotozelle geworfenen Strahlen
kann auf die Temperatur des Werkstückes geschlossen werden. Bei überschreiten der
Solltemperatur des Werkstückes oder bei Ausfall eines der überwachungs- und Schaltelemente
kann die Stromzufuhr zur Heizspirale unterbrochen werden.Control and safety device for gas or oil firing The invention
relates to a control and safety device for a gas or oil furnace
with a burner, a flame monitor and one between the sensor of the flame monitor
and the burner flame: there are numerous control and safety devices
known for firing with flame monitors. Their sensors, however, are very prone to failure
and must be monitored yourself so that they do not switch incorrectly
and thereby z. B. Feed gas to the burner if there is neither a flame nor an ignition spark
available. In a known method for self-locking photoelectric
Flame monitor, a perforated diaphragm is placed between the flame and the sensor
causes the sensor to darken at certain intervals. Otherwise concerned
this procedure with the periodic shutdown of the flame monitor during
the darkening of the sensor so that the fuel supply during the darkening times
is not interrupted. It is also known for temperature measurement between a
in an oven electrically heated workpiece and a photocell a conical perforated screen
to arrange, which is divided into individual sectors, the rays of the heated
Workpiece between the sectors of the rotating aperture and through a lens
the photocell will fall over the mirrored conical during the darkening periods
Surfaces of the aperture, the rays of an incandescent lamp are thrown onto the photocell.
From the comparison of these rays, which are alternately thrown onto the photocell
can be deduced from the temperature of the workpiece. If the
Target temperature of the workpiece or if one of the monitoring and switching elements fails
the power supply to the heating coil can be interrupted.
Will man bei Feuerungen mehrere Meßgrößen erfassen, so sind in der
Regel verschiedene Meßinstrumente bzw. Fühler erforderlich. Dieses ist insbesondere
der Fall, wenn man neben der überwachung der Flamme auch die Verbrennungsluftzufuhr
überwachen will.If you want to record several measurands in firing, are in the
Usually different measuring instruments or sensors are required. This is particular
the case when, in addition to monitoring the flame, you also want to monitor the combustion air supply
want to monitor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Überwachung der Verbrennungsluftzufuhr
zu vereinfachen und mit einfachsten Mitteln auch eigensicher zu gestalten. In Lösung
dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, daß die Lochblende in
Abhängigkeit von der dem Brenner zu-
geführten Luftmenge angetrieben wird.
Durch diese Maßnahme wird mit dem Flammenfühler gleichzeitig die Verbrennungsluftmenge
überwacht, so daß dem Brenner nur bei Vorhandensein der erforderlichen Luftmenge
und Vorhandensein einer Flamme bzw. eines Funkens Brennstoff zugeführt wird. Die
Lochblende kann gleichzeitig der Eigensicherung der Überwachungsgeräte dienen.The invention is based on the object of simplifying the monitoring of the combustion air supply and also of making it intrinsically safe with the simplest means. In solving this problem, the invention essentially consists in driving the perforated diaphragm as a function of the amount of air supplied to the burner. With this measure, the amount of combustion air is monitored at the same time as the flame sensor, so that the burner is only supplied with fuel when the required amount of air is present and a flame or a spark is present. The perforated screen can also be used for the intrinsic safety of the monitoring devices.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein,
daß die Lochblende als Windrad ausgebildet ist. Es entfallen dann zusätzliche Elemente,
die die Lochscheibe in Abhängigkeit von der Verbrennungsluftzufuhr antreiben.In an advantageous further development of the invention it can be provided
that the pinhole is designed as a wind turbine. There are then no additional elements,
which drive the perforated disc depending on the combustion air supply.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert und beschrieben. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen
Gasbrenner, F i g. 2 eine beispielsweise Darstellung der von dem Fühler abgegebenen
Impulse.The invention is based on the drawing using an exemplary embodiment
explained and described in more detail. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a
Gas burner, FIG. 2 shows an example of the output from the sensor
Impulses.
Der in F i g. 1 beispielsweise dargestellte Gasbrenner weist einen
äußeren zylindrischen topfartigen Mantel 1 auf, dessen Boden 2 einen napfartig nach
hinten ausgeprägten Teil 3 besitzt. Zum Düsenmund hin verengt sich die Außenwand
1 in ihrem Teil 4. Im Inneren des Brenners ist ein Zylinder 5 angeordnet, der sich
vom Boden 2 bis zum Düsenmund des Brenners erstreckt und dort eine ringförmige Düse
mit dem Teil 4 bildet. Durch den Zylinder 5 wird die Sekundärluft zugeführt. Der
Zylinder 5 ist von einem ringförmigen Gaskanal 6 umgeben, dem das Gas durch das
Rohr 7 zugeführt wird. Aus diesem Gaskanal 6 tritt das Gas durch die Öffnungen 3
in den Mischraum 9 ein. Dort wird es mit der durch die Bohrungen 10 des Bodens 2
zuströmenden Primärluft vermischt und gelangt zum Düsenmund. Die Sekundärluft tritt
durch Öffnungen 11 im Boden des napfartigen Teiles 3 ein und gelangt durch den Zylinder
5 zur sich links von dem Brenner ausbildenden Flamme.
In dem Zylinder
5 ist die Zündelektrode 12 im Bereich des Düsenmundes von innen her angeordnet.
Sie ragt hinten durch den Boden 2 des äußeren Mantels.The in F i g. 1, for example, the gas burner shown has an outer cylindrical pot-like jacket 1, the bottom 2 of which has a part 3 which is shaped towards the rear in a cup-like manner. The outer wall 1 narrows in its part 4 towards the nozzle mouth. A cylinder 5 is arranged in the interior of the burner, which extends from the bottom 2 to the nozzle mouth of the burner and there forms an annular nozzle with the part 4. The secondary air is supplied through the cylinder 5. The cylinder 5 is surrounded by an annular gas channel 6 to which the gas is fed through the pipe 7. From this gas channel 6, the gas enters the mixing space 9 through the openings 3. There it is mixed with the primary air flowing through the bores 10 of the base 2 and reaches the nozzle mouth. The secondary air enters through openings 11 in the bottom of the cup-like part 3 and passes through the cylinder 5 to the flame forming to the left of the burner. In the cylinder 5, the ignition electrode 12 is arranged from the inside in the region of the nozzle mouth. It protrudes through the bottom 2 of the outer jacket.
Im napfförmigen Teil 3 des Bodens 2 ist der als UV-Diode ausgebildete
Fühler 13 etwas außerhalb der Mitte angeordnet. Die Diode 13 ist mit ihrem
Blickwinkel a auf die Öffnung des Zylinders 5 im Bereich des Düsenmundes gerichtet;
so daß dieser Blickwinkel die sich links des Brenners ausbildende Flamme von innen,
also den Flammenkern, erfaßt. Gleichzeitig liegt die Elektrode 12 mit ihrer Funkenstrecke
im Bereich des Blickwinkels «, so daß auch de_ r Zündfunke erfaßt wird. _ Vor der
Diode 13 ist zentrisch im Brenner die erfindungsgemäße Lochblende 14 angeordnet,
die bei dem Ausführungsbeispiel- als ebene; um die Achse des Brenners rotierende
Scheibe mit der- Öffnung 15 ausgebildet ist. Die Öffnung 15 ist derart bemessen,
daß sie periodisch den gesamten Blickwinkel der DV-Diode 13 freigibt und abdeckt.
Die Lochblende 14 wird von einem Lager 16 frei drehbar getragen und weist an ihrem
Umfang Laufschaufeln 20 auf. Da sie im Sekundärlaufstrom -liegt; wird sie in Abhängigkeit
von der zugeführten - Sekundärluftmenge in Umdrehungen versetzt und -verdunkelt
die Diode in gewissen Zeitabständen, die der zugeführten Luftmenge entsprechen.
.-Die erfindungsgemäße- Lochscheibe bewirkt folgendes: Wenn- sich - v_ ör dem Brenner
eine Flamme ausgebildet hat und die Lochscheibe mit einer der dem Brenner zugeführten
Luftmenge entsprechenden Geschwindigkeit angetrieben wird, wird in der UV-Diode-13
ein Rechteckimpuls erzeugt, wie er beispielsweise in. Fig. 2.dargestellt und mit
17 bezeichnet ist.. Ein ' gleichartiger oder ähnlicher Rechteckinzpuls bildet sich
aus, wenn- die Elektrode 12 einen Zündfunken abgibt und die Scheibe rotiert. Dieser
Impuls meldet dem nicht dargestellten Steuergerät, däß entweder die Flamme einwandfrei
brennt und alle übrigen Teile der Diode bzw. der Lochscheibe in Ordnung sind oder
daß bei einwandfreier Funktion der Diode und der Lochscheibe ein Zündfunke geliefert
und daß dem Brenner Verbrennungsluft zugeführt wird. Durch diesen Rechteckimpuls
können dann bekannte Steuergeräte betätigt werden, um z. B. das Magnetventil offenzuhalten,
wenn die Flamme brennt, oder z. B. das Magnetventil -zunächst zu öffnen, wenn ein
Zündfunke vorhanden ist. Wenn die Flamme erlischt oder der Zündfunke erloschen ist
und keine Flamme brennt, so gibt die Diode den kontinuierlichen Impuls 18 ab. Wenn
die Diode defest ist, d. h., daß sie verbraucht ist, dann gibt sie ebenfalls den
Impuls 18 ab. Wenn die Diode jedoch Kurzschluß hat und durchzündet, so gibt sie
den Impuls 19 ab. Auch wenn die Lochscheibe aus irgendeinem Grunde stillsteht, insbesondere
weil keine Verbrennungsluft zugeführt wird oder die Lager z. B. verklemmt sind,
jedoch die Flamme brennt oder die Zündung arbeitet, und die Öffnung sich gerade
im Bereich des Blickwinkels der UV-Diode befindet, so wird der Impuls 19 abgegeben.
-Steht die Loch-Scheibe 14 jedoch still und deckt die UV-Diode 13 ab, so gibt diese
ebenfalls einen Impuls wie 18 ab. Entspricht die Geschwindigkeit der Scheibe
14 nicht dem Sollwert, weil insbesondere zu viel oder zu wenig Verbrennungsluft
zugeführt wird, so weicht der Impuls 17 von seiner Normalform ab. Aus der Form des
von der--Diode 13 abgegebenen Impulses kann also geschlossen werden, ob die Feuerung
in einwandfreiem Zustand ist oder ob irgendwelche Störungen vorhanden sind. Die
Impulse werden in entsprechenden Steuergeräten auf bekannte Weise verwertet. Dabei
gibt die Art des Impulses sogar die Art der Störung an, wie sich aus den drei verschiedenen
beispielsweise dargestellten Impulsen ergibt. Die Länge der Rechteckimpulse ist
ein Maß für die zugeführte Sekundärluftmenge. So wird gleichzeitig mit der Diode
13 neben der Flammen-Funken-Überwachung und Selbstüberwachung-die Sekundärluft=
menge erfaßt. Die Länge der Impulse. wird dann auf bekannte Weise zur Steuerung
und/oer Anzeige der Sekundärluftmenge und/oder zur Regelung -der zugeführten Luftmenge
benutzt. -.In the cup-shaped part 3 of the base 2, the sensor 13 , which is designed as a UV diode, is arranged somewhat outside the center. The diode 13 is directed with its viewing angle a onto the opening of the cylinder 5 in the area of the nozzle mouth; so that this angle of view covers the flame forming to the left of the burner from the inside, i.e. the flame core. At the same time, the electrode 12 with its spark gap lies in the area of the viewing angle, so that the ignition spark is also detected. _ In front of the diode 13, the perforated diaphragm 14 according to the invention is arranged centrally in the burner, which in the exemplary embodiment is a flat; is formed with the opening 15 rotating about the axis of the burner. The opening 15 is dimensioned such that it periodically releases and covers the entire viewing angle of the DV diode 13. The perforated diaphragm 14 is freely rotatably supported by a bearing 16 and has rotor blades 20 on its circumference. Since it is in the secondary current; it is set in revolutions depending on the amount of secondary air supplied, and the diode is darkened at certain time intervals that correspond to the amount of air supplied. .-The perforated disk according to the invention has the following effects: If - v_ ör the burner has formed a flame and the perforated disk is driven at a speed corresponding to the amount of air supplied to the burner, a square pulse is generated in the UV diode 13, as it did for example in. Fig. 2 and denoted by 17. A 'similar or similar rectangular pulse is formed when the electrode 12 emits an ignition spark and the disk rotates. This pulse reports to the control unit, not shown, that either the flame is burning properly and all other parts of the diode or the perforated disk are in order or that if the diode and the perforated disk are working properly, an ignition spark is supplied and that combustion air is supplied to the burner. Known control devices can then be operated by this square pulse in order to e.g. B. to keep the solenoid valve open when the flame is burning, or z. B. the solenoid valve -first open when there is an ignition spark. When the flame goes out or the ignition spark has gone out and no flame is burning, the diode emits the continuous pulse 18. If the diode is defective, that is to say that it has been used up, then it also emits the pulse 18. If, however, the diode has a short circuit and ignites, it emits the pulse 19. Even if the perforated disc stands still for some reason, especially because no combustion air is supplied or the bearings z. B. are jammed, but the flame is burning or the ignition is working and the opening is just in the area of the viewing angle of the UV diode, the pulse 19 is emitted. However, if the perforated disk 14 is stationary and covers the UV diode 13, it also emits a pulse like 18 . If the speed of the disk 14 does not correspond to the setpoint value, in particular because too much or too little combustion air is supplied, then the pulse 17 deviates from its normal form. From the form of the pulse emitted by the diode 13 it can thus be concluded whether the furnace is in perfect condition or whether there are any malfunctions. The pulses are used in the appropriate control units in a known manner. The type of pulse even indicates the type of disturbance, as can be seen from the three different pulses shown, for example. The length of the square pulses is a measure of the amount of secondary air supplied. Thus, at the same time as the diode 13, in addition to the flame-spark monitoring and self-monitoring, the amount of secondary air is detected. The length of the pulses. is then used in a known manner to control and / or display the amount of secondary air and / or to regulate the amount of air supplied. -.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt,
und es sind zahlreiche Variationen im Rahmen des Erfindungsgedankens möglich. Insbesondere
kann die erfindungsgemäße Anordnung einer Lochscheibe auch in anders aufgebauten
Brennern, außerhalb des Brenners oder an anderen geeigneten Stellen angeordnet sein.
Auch ist sie nicht auf die Verwendung von UV-Dioden beschränkt, sondern kann auch
bei anderen überwachungsorganen, die eine Strahlung- auswerten, benutzt werden.
Auch braucht die. Anordnung nicht im Sekundärluftstrom zu liegen; sie kann genausogut
im Primärluftstrom liegen. Auch kann die Lochblende von anderen geeigneten Mitteln,
z. B. einem zusätzlichen Windrad, angetrieben werden. Auch braucht die Lochblende
nicht unbedingt als ebene rotierende Scheibe ausgebildet zu sein, sondern kann in
anderer Weise als periodisch den Fühler abdeckendes Element ausgebildet sein, z.
B. in Form einer Lochtrommel od. dgl. oder eines sich sonstwie bewegenden Bandes
oder einer Platte mit entsprechender Öffnung oder mehreren Öffnungen.The invention is not limited to the illustrated embodiment,
and numerous variations are possible within the scope of the inventive concept. In particular
the inventive arrangement of a perforated disk can also be structured differently
Burners, outside the burner or in other suitable locations.
It is also not limited to the use of UV diodes, but can
be used by other monitoring bodies that evaluate radiation.
Also needs. Arrangement not to lie in the secondary air flow; she can just as well
lie in the primary air flow. The perforated diaphragm can also be used by other suitable means,
z. B. an additional wind turbine are driven. Also needs the pinhole
not necessarily to be designed as a flat rotating disk, but can be in
be formed otherwise than periodically the sensor covering element, z.
B. od in the form of a perforated drum. Like. Or an otherwise moving belt
or a plate with a corresponding opening or several openings.