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Verfahren zur Dichtheitsprüfung von in der Brennstoffleitung einer
Feuerstätte hintereinandergeschalteten Brennstoffabsperrvorrichtungen und Vorrichtungen
zum Ausüben des Verfahrens Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dichtheitsprüfung
von in der Brennstoffleitung einer Feuerstätte hintereinandergeschalteten, elektrisch
zu betätigenden Brennstoffabsperrvorrichtungen und Vorrichtungen zum Ausüben des
Verfahrens, mit einem an die Verbindungsleitung zwischen den Absperrvorrichtungen
angeschlossenen, in Abhängigkeit von dem Druck des Strömungsmittels in der Verbindungsleitung
auf eine elektrische Schalteinrichtung einwirkenden Druckfühler.
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Es ist bekannt, daß der genannte, an die Verbindungsleitung angeschlossene
Druckfühler eine optische oder akustische Anzeige bewirkt, sobald in der Verbindungsleitung
wegen Undichtheit der in der Strömungsrichtung an erster Stelle liegenden Absperrvorrichtung
ein den Schaltdruck des Druckfühlers übersteigender Brennstoffdruck entsteht.
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In manchen Fällen hat man auch an Stelle des Druckfühlers lediglich
ein Manometer oder ein von Hand zu bedienendes Entlüftungsventil an die Verbindungsleitung
angeschlossen.
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In keinem der bekannten Fälle wurde auch eine in Strömungsrichtung
des Brennstoffs an zweiter Stelle liegende Absperrvorrichtung überwacht, so daß
noch erhebliche Betriebsstörungen auftreten konnten.
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Der genannte Nachteil kann behoben werden, wenn nach dem Verfahren
gemäß vorliegender Erfindung beim Einschalten der Stromzufuhr zu der elektrischen
Anlage der Feuerstätte eine Schalteinrichtung bei druckloser Verbindungsleitung
zunächst die in der Strömungsrichtung des Brennstoffs an erster Stelle liegende
Absperrvorrichtung zum Auffüllen der Verbindungsleitung auf den Ansprechdruck des
Fühlers kurzzeitig öffnet und wieder schließt, worauf nach einer vorteilhaft einstellbaren
Schaltpause die Absperrvorrichtung wieder geöffnet wird, wenn der Druck in der Verbindungsleitung
nicht unter den genannten Ansprechdruck abgesunken ist und hierauf mindestens eine
der ersten Absperrvorrichtung nachgeschaltete weitere Absperrvorrichtung für die
Brennstoffzufuhr zu einem Brenner der Feuerstätte geöffnet wird.
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Hierdurch wird erreicht, daß bei Inbetriebnahme der Feuerstätte nicht
nur das erste, sondern auch alle nachgeschalteten Brennstoffabsperrvorrichtungen
zunächst auf Dichtheit überprüft werden und bei Undichtheit einer der vorhandenen
Absperrvorrichtungen der Fehler angezeigt und die Feuerstätte nicht in Betrieb genommen
werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt somit eine zuverlässige vollautomatische
Steuerung für eine Feuerstätte.
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Bei einer Feuerungsanlage mit einer gesicherten
Zündflamme zum Anzünden
eines Hauptbrenners kann nach einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens nach erfolgter Dichtheitsprüfung der hintereinandergeschalteten Absperrvorrichtungen
bei Aufrechterhaltung des Ansprechdrucks in der Vebrindungsleitung zunächst eine
Absperrvorrichtung für die Brennstoffzufuhr zum Zündbrenner geöffnet werden, worauf
nach Anzünden der Zündflamme die Zündflammensicherung über eine Steuereinrichtung
das Öffnen mindestens einer dem Hauptbrenner vorgeschalteten Absperrvorrichtung
bewirkt.
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Dadurch wird auch bei einer Feuerungsanlage mit Zündflamune die vollautomatische
Überwachung der Absperrvorrichtungen und die Inbetriebnahme der Feuerstätte erzielt.
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Bei einer Vorrichtung zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens
können einfache und zuverlässig wirkende Schaltmittel verwendet werden, wobei die
Schalteinrichtung vorteilhaft mehrere als Mehrfachschalter ausgebildete Relais aufweist,
von denen das eine nach Einschalten der Stromzufuhr und druckloser Verbindungsleitung
anspricht und das Öffnen der Brennstoffabsperrvorrichtung bewirkt, während die beiden
anderen Relais nach der beim Ansprechen des Druckfühlers bewirkten Umschaltung des
Fühlerschalters ansprechen und einerseits das Schließen der Absperrvorrichtung und
andererseits das Einschalten eines Zeitrelais bewirken, das bei Aufrechterhaltung
des Drucks in der Verbindungsleitung nach Ablauf seiner Ansprechzeit das Öffnen
der Absperrvorrichtung und mindestens einer diesem nachgeschalteten und dem oder
den Brennern vorgeschalteten Absperrvorrichtung verursachen.
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Weitere vorteilhafte Lösungsmittel, die eine Vervollständigung der
vollautomatischen Steuerung bewirken, bestehen darin, daß dem Zeitrelais ein thermischer
Auslöser vorgeschaltet und an die Zündflannnensicherung eine Steuereinrichtung angeschlossen
ist, die nach Einschalten der Zündflammensicherung einen Stromkreis schließt, welcher
den thermischen Auslöser überbrückt und die zum weiteren Offenhalten der Absperrvorrichtung
erforderliche Stromzufuhr hestellt.
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In besondes vorteilhafter Weise kann ferner an die Steuereinrichtung
ein Relais angeschlossen sein, welches beim Ansprechen der Steuereinrichtung die
Stromzufuhr zum öffnen des oder der dem Brenner vorgeschalteten Ventile bewirkt
und beim Stromloswerden rnt Verzögerung ausschaltet, so daß die dem Brenner vorgeschalteten
Absperrvorrichtungen zeitlich nach der-in der Strömungsrichtung an erster Stelle
liegenden Absperrvorrichtung erschlossen werden.
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Hierdurch wird erreicht, daß die Leitung von der in Strömungsrichtung
an erster Stelle liegenden Stelle bis zum Brenner mit Sicherheit entlüftet und damit
drucklos wird, so daß bei der nächstfolgenden Inbetriebnahme keine Schaltfehler
auftreten können.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel
schematisch veranschaulicht.
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Zwischen dem Magnetventil 5 und dem Brenner 1 ist noch ein von Hand
einstellbarer Hahn 12 zum Einstellen der Grundlast der Feuerstätte angeordnet.
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Von der Verbindungsleitung 6 ist eine das Ventil 5 und den Hahn 12
umgehende und unmittelbar zum Brenner 1 führende Brennstoffleitung 13 abgezweigt,
in der ein Elektromagnetventil 14 sowie ein von Hand verstellbarer Hahn 15 zum Einstellen
der Regellast der Feuerstätte angeordnet sind. Ferner ist von der Verbindungsleitung
6 noch eine Brennstoffleitung 16 abgezweigt, die über ein Elektromagnetventil17
zu einem Zünder 18 führt, der den Zündbrenner 19 und eine an sich bekannte Flammensicherung
aufweist, die erst bei brennender Zündflamme 20 den oder die Stromkreise zum Öffnen
der Brennstoffzufuhr zum Hauptbrenner 1 schließt, worauf die Hauptbrennerflamme
21 von der Zündflamme 20 angezündet werden kann.
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Die Schalteinrichtung Sch zum Üb erwachen der Dichtheit der Ventile
4 und 5 sowie die mit der Flammensicherung des Zünders 18 in Verbindung stehende
Steuereinrichtung St sind an ein Wechselstromnetz mit Phase 22 und Nulleiter 23
angeschlossen, in dessen Phase 22 ein Handschalter24 sowie ein von Betriebszuständen
beeinflußter Fühlerschalter 25 vor den Abzweigungen zu den Geräten Sch und St hintereinandergeschaltet
sind. Zwischen den beiden Schaltern 24 und 25 ist eine zu einem Relaisschalter der
Steuereinrichtung St führende Stromzuführungsleitung 26 abgezweigt, worauf im nachfolgenden
noch näher eingegangen wird.
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Die Schalteinrichtung Sch weist einen thermischen Auslöser 27 auf,
der nach einer bestimmten Belastungsdauer bzw. Einschaltzeit die von der Phase 22
kommende Stromzuführungsleitung 28 unterbricht.
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Dem thermischen Auslöser 27 ist ein mit Verzögerung ansprechendes
Zeitrelais 29 nachgeschaltet, welches bei Stromzufuhr mit einer bestimmten Verzögerung
den zugehörigen Schalter a schließt und dadurch die beiden Kontakte a'und a" miteinander
verbindet.
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Ferner- gehören zu der Schalteinrichtung Sch noch
drei Relais 30, 31
und 32. Das Relais 30 wirkt; auf zwei Schalter ein, und zwar den Schalter mit den
Kontakten b' und b" sowie--den Schalter c mit den Kontakten c' und c". Das Relais
31 wirkt auf drei Schalter ein, und zwar den Schalter d mit den Kontakten d' und
d", den Schalter e mit den Kontakten e' und e" sowie den Schalter f mit den Kontakten
1' und f". Das Relais 32 wirkt auf fünf Schalter ein, und zwar auf den Schalter
g mit den Kontakteng' und g", den Schalter h mit den Kontakten h' und h", den Schalter
i mit den Kontakten i' und i", den Schalter k mit den Kontakten k' und k" sowie
den Schalter 1 mit den Kontakten I' und 1". Die elektrischen Anschlüsse der einzelnen
Geräte und der zugehörigen Schalter sind aus dem Schaltschema der Zeichnung ohne
weiteres ersichtlich.
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Die Steuereinrichtung St weist ein Flammenrelais 33 auf, das auf
zwei Schalter einwirkt, und zwar den Schalter m mit den Kontakten m' und m" sowie
den Schalter n mit den Kontakten n' und n". Ferner gehört-zu dem Steuergerät St
noch ein mit Verzögerung abfallendes Relais 34, welches auf den Schalter o mit den
Kontakten o' und o" einwirkt. Der Kontakte' steht mit der Leitung 26 in Verbindung,
während an den Kontakt o" die Spulen der Magnetventile 5 und 14 angeschlossen sind.
In der Verbindungsleitung zum Elektromagnetventil 14 ist noch ein von einem Fühler
35 gesteuerter Schalter 36 angeordnet, der in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen
das Magnetventil 14 öffnet oder schließt.
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Die Spule des Magnetventils 4 steht einerseits mit dem Nulleiter
23 des Wechselstromnetzes und andererseits mit den Kontakten i" und k" der Schalter
i und k in Verbindung. Der Kontakt 9 des von dem Druckfühler 7 gesteuerten Schalters
ist in Stromflußrichtung hinter dem Fühlerschalter 25 an die Phase 22 angeschlossen,
während der Kontakt 10 an den Kontakt h" des Schalters h und der Kontaktll an den
Kontakt e" des Schalters e angeschlossen sind; Die Spule des Zündgasventils 17 ist
mit einem Kontakt an den Nulleiter 23 und mit dem anderen Kontakt an den Kontakt
a" des Schalters a, ferner an den Kontakt m' des Schalters m sowie an den einen
Kontakt des Zünders 18 angeschlossen. Der zweite Kontakt des Zünders 18 steht mit
dem Flammenrelais 33 in Verbindung.
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Im Zusammenhang mit dem Brenner 1 ist auf der Zeichnung noch ein
Gebläse 37 mit einer Luftzuführungsleitung 38 dargestellt, durch welche dem Brenner
1 die erforderliche Verbrennungsluft zugeführt wird. Das Gebläse 37 wird in der
im nachfolgenden näher erläuterten Weise beim Inbetriebnehmen der Feuerstätte eingeschaltet.
Die elektrischen Anschlußleitungen für den Gebläsemotor sind auf der Zeichnung nicht
dargestellt, da es sich um eine an sich bekannte Einrichtung handelt.
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In der Zeichnung ist die Feuerungsanlage in der Ausschaltstellung
dargestellt.
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Zum Inbetriebnehmen der Feuerstätte muß der Schalter 24 eingeschaltet
werden, worauf der Kontakto' des Schalterso bereits mit der Phase22 in -Verbindung
steht. Wenn jetzt der Fühlerschalter 25 eingeschaltet ist oder wird, beginnt zunächst
die Überprüfung der beiden Ventile 4 und 5 sowie auch der Ventile 14 und 17 auf
Dichtheit.
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Beim Schließen des Schalters 25 erhält das Relais 31 über die Kontakte
9 und 10 sowie die Kontakte h" und h' Strom und wird daher eingeschaltet, wobei
die
Schalter d, e und f aus- der gezeichneten Offenstellung in-ihre
Schließstellung verstellt werden. Dabei wird über die Kontakte f'urtd 1" das Magnetventil
4 eingeschaltet, worauf in die Verbindungsleitung 6 bis zu den Ventilen 5, 14 und
17 Brennstoff einströmt. Der in-der Verbindungsleitung 6 entstehende Brennstoffdruck
beeinflußt den Fühler 7, welcher den Schalter 8 umschaltet, so daß die Verbindung
zwischen den Kontakten 9 und 10 unterbrochen wird, während die Kontakte 9 und 11
miteinander verbunden werden.
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Dabei bleibt das Relais 31 trotz der Unterbrechung zwischen den Kontakten
9 und 10 auch weiterhin in der Einschaltstellung, da es jetzt über den geschlossenen
Schalter d an das Netz angeschlossen ist. Über den Kontakt 11 und den geschlossenen
Schalter e wird nunmehr auch das Relais 30 eingeschaltet, welches die beiden Schalter
b und c aus der gezeichneten Offenstellung in ihre Schließstellung umschaltet. Über
den geschlossenen Schalter b wird dabei das Relais 32 eingeschaltet, welches die
beiden geschlossenen Schalter h und k öffnet und die geöffneten Schalter g, i und
I schließt. Durch öffnen des Schalters k wird die Spule des Magnetventils 4 stromlos,
so daß dieses Ventil 4 wieder geschlossen wird.
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Wenn jetzt die nachgeschalteten Ventile 5,14 und 17 dicht sind, dann
bleibt der Druck in der Verbindungsleitung 6 erhalten, so daß auch der Schalter
8 in seiner Umschaltstellung und die Anlage in der beschriebeinen Einschaltstellung
verbleibt.
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Durch die geschlossenen Schalter c und I wird das Zeitrelais 29 eingeschaltet.
Gleichzeitig kann auch durch eine nicht näher dargestellte Schalteinrichtung das
Gebläse 37 eingeschaltet werden, welches den Brennstoffraum entlüftet, bevor Brennstoff
zum Brenner 1 strömen kann.
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Durch Schließen des Schalters a werden über den thermischen Auslöser
27 das Zündgasventill7 und der Zünder 18 an das Netz angeschlossen. Dabei wird auch
über den geschlossenen Schalter i wieder die Stromzufuhr zum Magnetventil 4 hergestellt
und dieses geöffnet.
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Durch das geöffnete Zündgasventil 17 kann jetzt der Brennstoff zum
Zündbrenner strömen, worauf die Zündflamme 20 von einer nicht näher dargestellten
elektrischen Anzündeinrichtung angezündet wird.
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Sobald die Zündflamme 20 brennt, wird das Flammenrelais 33 durch
die Leitung 39 erregt, so daß die Schalter m und n aus ihrer Offenstellung in ihre
Schließstellung umgeschaltet werden. Über den geschlossenen Schalter n wird eine
Stromverbindung zu dem geschlossenen Schalter a hergestellt, wodurch der thermische
Auslöser 27 überbrückt wird, bevor er zum Ansprechen kommt. Durch den geschlossenen
Schalter in wird ferner das Relais 34 eingeschaltet, welches den Schalter o schließt,
wodurch die Ventile 5 und 14 an das Netz angeschlossen und geöffnet werden. Jetzt
kann der Brennstoff aus der Verbindungsleitung 6 auch zu dem Hauptbrenner 1 strömen,
worauf die Hauptbrennerflamme 21 von der Zündflamme 20 angezündet wird.
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In der beschriebenen Weise erfolgt die automatische Inbetriebnahme
der Feuerstätte in kurzer Zeit, wenn die Brennstoffventile 4, 5, 14 und 17 dicht
sind.
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Ist jedoch eines der genannten Ventile undicht, so erfolgt eine selbsttätige
Umstellung auf Störung, wodurch die Anlage ausgeschaltet wird und. erst nach Beseitigung
der Störung wieder in Betrieb genommen werden kann.
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Wenn beispielsweise das in der Brennstoffströmungsrichtung an erster
Stelle liegende Ventil 4 undicht ist, dann hat sich in der Verbindungsleitung bereits
ein Brennstoffdruck gebildet, bevor die Schalter 24 und 25 eingeschaltet werden.
Beim Einschalten dieser Schalter kann daher das Relais 31 nicht eingeschaltet werden,
so daß die ganze Anlage in der Ausschaltstellung verbleibt. Eine nicht näher dargestellte
Einrichtung kann nach einer vorteilhaft einstellbaren Zeitdauer den Fehler anzeigen.
Vor Inbetriebnahme der Feuerstätte muß das Ventil 4 instand gesetzt werden.
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Wenn das Ventil 4 jedoch dicht und beispielsweise das Ventil 5 undicht
ist, dann beginnt zunächst die selbsttätige Inbetriebnahme in der schon beschriebenen
Weise. Da aber nach Schließen des Ventils 4 durch Öffnen des Schalters k die Verbindungsleitung
6 wegen des undichten Ventils 5 wieder drucklos wird, schaltet der vom Fühler 7
gesteuerte Schalter 8 zurück in die gezeichnete Stellung, so daß das Relais 30 stromlos
und die Weiterschaltung dadurch unterbrochen wird. Eine ebenfalls nicht näher dargestellte
Einrichtung kann nach einer bestimmten Zeit diese Störung anzeigen und beispielsweise
auch gleichzeitig das Ausschalten der gesamten Anlage bewirken. In diesem Fall ist
für die Bedienung der Anlage erkennbar, daß das Ventil 4 zwar dicht, aber das Ventil
5 oder ein anderes der dem Ventil 4 nachgeschalteten Ventile 14 oder 17 undicht
sind. Vor Inbetriebnahme der Feuerstätte ist der erkannte Fehler zu beseitigen.
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Wenn sämtliche Ventile der Brennstoffleitung dicht sind, aber im
Betrieb der Brennstoff ausbleibt, dann bewirkt die Flammensicherung in bekannter
Weise das Außerbetriebsetzen der ganzen Anlage.
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Durch das mit Verzögerung abfallende Relais 34 wird erreicht, daß
beim Ausschalten der Feuerstätte das Ventil 5 mit einer gewissen Verzögerung später
als das Ventil 4 geschlossen wird, so daß die Verbindungsleitung 6 nach dem Brennstoffraum
zu entlüftet wird.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung zum selbsttätigen Überwachen der
Brennstoffventile bei jeder Inbetriebnahme der Feuerstätte kann natürlich auch bei
offenen oder anderen Feuerstätten verwendet werden, die kein Gebläse haben und bei
denen eine Entlüftung des Brennstoffraumes vor der Inbetriebnahme des Hauptbrenners
nicht erforderlich ist.
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Die Schalteinrichtung Sch bzw. der Druckfühlerschalter 8 bis 11 kann
auch noch mit einer Einrichtung versehen sein, die beim Zurückschalten des Druckfühlerschalters
in seine Ausgangsstellung infolge Druckabfalls in der Verbindungsleitung 6 während
der Einschaltvorgänge ein nochmaliges Öffnen des ersten Ventils verhindert und die
Störung optisch oder akustisch anzeigt.
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Ferner könnte an der Schalteinrichtung bzw. dem Druckfühlerschalter
auch noch eine Einrichtung vorgesehen sein, die beim Undichtwerden des ersten Ventils
4 in der Außerbetriebstellung der Anlage und dem dadurch bewirkten Umschalten des
Druckfühlerschalters 8 bis 11 in seine Betriebsstellung die Anlage auf Störstellung
umschaltet.