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überwachungseinrichtung für Öl-, Gas- oder Brennstaubfeuerungen Die
Erfindung betrifft eine überwachungseinrichtung für öl-, Gas- oder Brennstaubfeuerungen,
bei der Druckschwingungen in der Brennkammer durch Schwingungsweitenminderung den
Brenner abschalten. Bei bekannten überwachungseinrichtungen wird ein lichtempfindliches
Organ benutzt, das auf die Lichtstrahlung oder durch ultraviolette Strahlung durch
Änderung des elektrischen Widerstandes oder Erzeugung einer Fotospannung reagiert
und bei unbeabsichtigtem Erlöschen der Flamme einen Steuerimpuls zur Abschaltung
des Brenners auslöst. Weiterhin sind auch auf Wärmestrahlung reagierende Flammenwächter
bekannt. Diese bekannten Flammenwächter weisen den Nachteil auf, daß die wärme oder
lichtempfindlichen Organe in der geradlinig verlaufenden Strahlung angeordnet und
gegen äußere Einflüsse abgeschirmt werden müssen. Weiterhin sind die wärme- oder
lichtempfindlichen Organe entfernt von der Flamme anzuordnen, da sonst die Organe
durch die hohen Brennkammertemperaturen rasch unbrauchbar werden. Die wärme- oder
lichtempfindlichen Organe erfordern somit eine besondere Ausbildung der Brennkammer.
Ferner sind auch schon überwachungseinrichtungen bekanntgeworden, die von einem
Schallempfänger gebildet werden. Dieser Schallempfänger wird von einem Ruhestrom,
der auf ein Relais einwirkt, durchflossen. Dabei sind jedoch umfangreiche Vorkehrungen
zu treffen, daß lediglich die Geräusche der Flamme auf den Schallempfänger einwirken.
Ferner hat man auch schon die Erschütterungen der Rauchgassäule auf ein Relais wirken
lassen. Hierbei müssen jedoch auch Vorkehrungen getroffen werden, daß lediglich
die Erschütterungen der Rauchgassäule auf das Relais einwirken.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine überwachungseinrichtung
für Öl-, Gas- oder Brennstaubfeuerungen zu schaffen, wobei die angegebenen Nachteile
bekannter Ausführungsformen vermieden werden. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß im
wesentlichen dadurch erreicht, daß die Brennkammer über eine Rohrleitung und Rückschlagventile
mit Druckkammern derart in Verbindung steht, daß die eine Druckkammer mit dem höchsten
Wert und die andere Druckkammer mit dem niedrigsten Wert des schwingenden Druckes
aufladbar sind. Dadurch werden in einfacher Weise die in der Brennkammer auftretenden
Druckschwingungen für die überwachung der Flamme ausgenutzt, indem die beim Erlöschen
der Flamme eintretende Schwingungsweitenminderung eine Abschaltung des Brenners
bewirkt. Die zuverlässig arbeitende Überwachungseinrichtung kann auch nachträglich
an jeden Brenner angeordnet werden, da die Brennkammer lediglich durch eine Rohrleitung
mit der auf die Schwingungsweitenminderung reagierenden Vorrichtung verbunden sein
muß. Der Druckunterschied in den Druckkammern entspricht dabei der Schwingungsweite
des schwingenden Druckes.
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In vorteilhafter Weise sind die Rückschlagventile durch Öffnungen
oder Bohrungen in den zwischen den Druckkammern und vorgeschalteten Vorkammern angeordneten
Wänden gebildet, die durch dünne Stahlfederlamellen abgedeckt sind. Dadurch wird
eine gute Aufladung der Druckkammern erzielt, da die Stahlfederlamellen wegen ihrer
geringen Massenträgheit auch höheren Frequenzen der Druckschwingung leicht folgen
können. Weiterhin wird durch die Undichtigkeit dieser Rückschlagventile erreicht,
daß bei der bei dem Erlöschen der Flamme eintretenden Schwingungsweitenminderung
sich in den Druckkammern eine Druckdifferenz entsprechend dieser Schwingungsweite
einstellt.
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Vorteilhaft betätigen die in den Druckkammern herrschenden unterschiedlichen
Drücke über eine Membran ein Schaltorgan. Dadurch wird in einfacher Weise die beim
Erlöschen der Flamme sich erheblich verkleinernde, in den Druckkammern herrschende
Druckdifferenz zum Betätigen eines Schaltorgans ausgenutzt, welches einen Steuerimpuls
zur Abschaltung des Brenners auslöst.
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Zweckmäßig ist die das Schaltorgan betätigende Membran in einem Differenzdruckschalter
angeordnet, dessen Druckräume über Rohrleitungen mit den Druckkammern in Verbindung
stehen. Dadurch kann der das Schaltorgan aufweisende Druckschalter in einfacher
Weise entfernt von den Druckkammern in der elektrischen Zünd- und Abstellautomatik
des Brenners angeordnet werden. Um eine besonders
platzsparende
Vorrichtung zu erhalten, kann die das Schaltorgan betätigende Membran auch- unmittelbar
zwischen den beiden Druckkammern angeordnet werden.
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In der Zeichnung ist die. Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt; und zwar zeigt F i g.1 einen Bienüer mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zum überwachen des Brenn_ ers in schematischer Darstellung und F i g. 2 eine 'zweite-
- Aüsführungsförm .der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ebenfalls in schematischer
Darstellung.
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Die in der F i g. 1 dargestellte Brennkammer 4
weist einen Brenner
s auf, der mit Öl; -Gas, Brennstaub od. dgl. gespeist wird und mit einer bekannten,
nicht . näher _ dargestellten elektrischen Zünd- und Abstelläütömatik, die auf einstellbare
Kesseldrücke, Temperaturen od. dgl. anspricht, versehen ist. Die Brennkammer 4 steht
über eine Rohrleitung 5 mit einer - den Brenner 5- überwachenden Vorrichtung 7 in
Verbindung, die bei einem unbeabsichtigten Erlöschen der Flamme einen Steuerimpuls
zur Abschaltung des Brenners 5 auslöst.. Die Vorrichtung 7 besteht aus zwei Vorkammern
8, 9, die über die Rohrleitung 6. mit der .Brennkammer 4 in Verbindung stehen. Die
Vörkammern 8, 9 sind über Rückschlagventile 1Ö,11 mit Druckkammern
12, 13 verbunden. Die Rückschlagventile 10, 11 sind dabei derart angeordnet,
daß aus der- Vorkammer 8 Luft durch das Rückschlagventil 10 in die Druckkammer
12 und aus der Druckkammer 13 Luft durch das Rückschlagventil 11 in die Vorkammer
9 strömen kann. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, werden die Rückschlagventile
10,11 durch #Öffnungen oder Bohrungen 14, 15 in. der zwischen Vorkammer 8 oder 9
und zugehöriger . Druckkammer 12 bzw.13 angeordneten Wand 16,17 gebildet, die durch
dünne Stahlfederlamellen 18,19 abgedeckt sind. Die Druckkammern 12,13 stehen über
Rohrleitungen 20, 21 mit einem Differenzdruckschalter 22 in Verbindung. Dieser Differenzdruckschalter
22 weist Druckräume 23, 24 auf; die durch eine Membran 25 unterteilt sind. Die von
der Druckkammer 12 kommende Rohrleitung 20
führt dabei in den Druckraum
23 oberhalb der Membran 25, während die von der Druckkammer 13 kommende Rohrleitung
21 zu dem Druckraum 24 unterhalb der Membran 25 führt. Die Membran 25 steht mit
einem Schaltorgan 26 in Verbindung, bei dessen Schließen die Abschaltung des Brenners
5 ausgelöst wird.
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Bei abgeschaltetem Brenner 5 herrscht in der Brennkammer 4, in der
Rohrleitung 6 und in den Kammern 8, 9,12,13 der gleiche Luftdruck. Beim Einschalten
des Brenners 5, vor dem Einsetzen der Verbrennung, beginnt der Luftdruck in der
Brennkammer 4 unter dem Einfluß der Strömung zu schwingen. Diese Druckschwingungen
werden durch die Verbrennung wesentlich angefacht. Erlischt die Flamme, .so fällt
die Schwingungsweite auf einen Betrag kleiner als 1% zusammen. Diese erhebliche
Schwingungsweitenminderung beim Erlöschen der Flamme wird erfindungsgemäß zur Abschaltung
des Brenners 5 ausgenutzt.
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Die in der Brennkammer 4 bei brennender Flamme auftretende Druckschwingung
mit großer Schwingungsweite pflanzt sich durch die Rohrleitung 6 bis in die Vorkammern
8, 9 fort. In den Zeitabschnitten, in denen der Druck größer als der mittlere Druck
ist, strömt dabei Luft aus der Vorkammer 8 durch das Rückschlagventil 10 in die
Druckkammer 12. Ein Zurückströmen der Luft in die Vorkammer 8, wenn der Druck in
dieser entsprechend den Druckschwingungen in der Brennkammer ,4 kleiner als der
mittlere Druck ist, ist weitgehend verhindert, da die Stahlfederlamelle 18 die Öffnung
14 schließt. Durch die Undichtigkei4 die diese Art Rückschlagventile aufweisen,
tritt zwar langsam ein Druckausgleich ein, bevor der Druck in der Druckkammer 12
jedoch auf den mittleren Druck abgesunken ist, wird der Druck in der Vorkammer 8,
entsprechend der Druckschwingung in der Brennkammer 4, wieder größer als
der mittlere Druck, so daß der Druck in der Druckkammer 12 wieder ansteigt. Der
Druck in der Druckkammer 12 ist somit bei brennender Flamme immer größer als der
mittlere Druck. In. den Zeitabschnitten, in denen der Druck kleiner als der mittlere
Druck ist, strömt Luft aus der Druckkammer 13 durch das Rückschlagventil
11 in die Vorkammer 9. Auch hier ist ein Zurückströmen der Luft in die Druckkammer
13, wenn der Druck in der Vorkammer 9 entsprechend den Druckschwingungen in der
- Brennkammer 4 größer als der mittlere Druck ist, weitgehend verhindert, da die
Stahlfederlamelle 19 die Öffnung 15 schließt. Durch die Undichtigkeit tritt auch
hier langsam ein Druckausgleich ein. Bevor der Druck in der Druckkammer 13 jedoch
auf den mittleren Druck angestiegen ist, wird der Druck in der Vorkammer 9, entsprechend
den Druckschwingungen in der Brennkammer 4 wieder kleiner als der mittlere Druck,
so daß der Druck in der Druckkammer 13 wieder abnimmt. Der Druck in der Druckkammer
13 ist somit bei brennender Flamme immer kleiner als der mittlere Druck.
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Wie bereits erwähnt, steht die Druckkammer 12 über die Rohrleitung
20 mit dem Druckraum 23 und die Druckkammer 13 über die Rohrleitung 21 mit dem Druckraum
24 des Differenzdruckschalters 22
in Verbindung. Die beim Brennen der
Flamme in den Druckkammern 12 und 13 auftretenden unterschiedlichen Drücke herrschen
somit auch in den Druckräumen 24, 25 des Differenzdruckschalters
22. Die Membran 25 nimmt ihre in strichpunktierten Linien dargestellte Stellung
ein, in der das Schaltorgan 26 geöffnet ist.
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Bei einem Erlöschen der Flamme fällt, wie bereits erwähnt, die Schwingungsweite
des Druckes auf einen Betrag kleiner als 1% zusammen. Durch die Undichtigkeit der
Rückschlagventile 10,11 stellt sich nunmehr in den Druckkammern 12,13 und
damit auch in Druckräumen 23, 24 ein Differenzdruck entsprechend der Schwingungsweite
dieser Druckschwingung ein. Da die Druckdifferenz dieser Druckschwingung sehr gering
ist, nimmt die Membran 25 wieder ihre Grundstellung ein, die in der F i g.1 in vollen
Strichen dargestellt ist. Dadurch wird das Schaltorgan 26 geschlossen und somit
ein Steuerimpuls zur Ausschaltung des Brenners 5 gegeben.
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Bei der in der F i g. 2 dargestellten zweiten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Überwachung der Brennerflamme ist die Membran
25' zwischen den beiden Druckkammern 12',13' und das Schaltorgan 26' in der Druckkammer
13' angeordnet. Dadurch wird eine besonders platzsparende Bauweise erzielt.
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Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungen nur beispielsweise
Verwirklichungen der
Erfindung und diese nicht darauf beschränkt.
Vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen und Anwendungen möglich. So könnten
z. B. vor. der Abschaltung des Brenners durch die Schwingungsweiteiuninderung auch
ein oder mehrere Zündversuche gestartet werden, um die Feuerung wieder in Gang zu
bringen. Ferner könnte bei der Abschaltung des Brenners auch ein Signal zum Anzeigen
der Brennerstörung gegeben werden, um sofort für deren Beseitigung sorgen zu können.
Und schließlich könnte auch die Anordnung und Ausbildung von Druckkammern und Vorkammern
anders als in den dargestellten Ausführungsbeispielen gewählt werden.