DE1814239A1 - Flammemwaechter - Google Patents
FlammemwaechterInfo
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- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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- F23N5/08—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements
- F23N5/085—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using light-sensitive elements using electrical or electromechanical means
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- F23N2227/12—Burner simulation or checking
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- F23N2229/06—Flame sensors with periodical shutters; Modulation signals
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- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Description
18H239
BW 577/OE 2946
4. 12. 1968 köAo
Anmelderι Combustion Engineering, Ine.
Windsor, Connecticut, UeS.A.
Flammenwächter
Die Erfindung betrifft Flammenwächter und insbesondere Vorrichtungen,
um das Fühlglied des Flammenwächters regelbar abzuschirmen.
Es ist üblich zur überwachung von Flammen als Fühlglied Glimmröhren
zu verwenden, die auf die Photonen des ultra-violetten
Spektrums ansprechen und auf diese Wels© nur für die Flamme empfindlich,
dagegen für ander® Lichtquellen, wie z. B. das
glühende feuerfeste Material in der Brennkammer, unempfindlich sind,
Diese Röhren werden an elektrische Kreis® angeschlossen, die die Anwesenheit der Flamme anzeigen. Bio vorliegende Erfindung be»
trifft solche Flammenwächter und ist besonders auf den Flammenwächter anwendbar, der in der US*Patentschrift 3«286»093 vom
15· November 1966, beschrieben ist.
Die Zuverlässigkeit dieser Flammenwächter spielt eine grosse Rolle· Es ist äusserst ungünstig, wenn der Flammenwächter das
Vorhandensein einer Flamme in der Brennkammer anzeigt, wenn tat* sächlich keine vorhanden ist. Der Grund dafür besteht darin, dass
sich dann sehr gefährliche Betriebsbedingungen entwickeln, wenn das Bedienungspersonal fortfährt, in die Brennkammer Brennstoff
einzuspeisen· Dadurch bildet sich nämlich in der Brennkammer eine explosive Atmosphäre aus. Manche bekannte Flammenwächter haben
noch lange nach dem Verlöschen der Flamme das Vorhandensein einer Flamme angezeigt. ELn Grund dafür besteht darin, dass die Glimm·
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röhren manchmal nach Erlöschen der Flamme genau so weiterarbeiten,
als wäre die Flamme vorhanden,, und zwar deshalb, veil
die Glimmröhre über ihre zulässige Betriebstemperatur hinau« erhitzt
worden ist. Sie kann dann ein Signal aussenden, das genau das gleiche ist, wie bei Vorhandensein einer Flamme. Auaserdem sind
andere Fehler in dem elektrischen Kreis des Flammenwächters möglich, die ebenfalls das Vorhandensein einer Flamme vortäuschen.
Zur Prüfung des Flammenwächtera auf seine Funktion iir.t es «0 B0
aus der USvPatentschrift 3.299,416 bekannt, mechanische Vorrich- W
tungen zur periodischen Abschirmung der Glimmröhre zu verwenden oder anders gesagt, die Sichtlinie der Glimmröhre periodisch
zu unterbrechen. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Strahlungsenergie der Flamme die Glimmröhre aktiviert. Ist die
Glimmröhre auf diese Weise gegen die Flamme abgeschirmt,, soll
der Flammenwächter das NichtVorhandensein einer Flamme anzeigen und falls diese Anzeige nicht erhalten wird, arbeitet die Anlage
fehlerhaft.
Bio bekannten Vorrichtungen zur Unterbrechung der Sichtlinie sind verhältnismässig gross und kompliziert und können nicht den
ernsten Temperaturbedingungen ausgesetzt werden, die im Falle von Λ
Flammenwäohtern für Brennkammern von Dampfkesseln vorhanden sind·
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile der bekannten
Flammenwächter zu vermeiden, deren Fühlglied von einem mechanisch betätigten Verschluss regelbar gegen die Flamme abgeschirmt wird.
Erfludungsgemäss geschieht dies dadurch, dass das Fühlglied in
an sich bekannter V/eise in einem Rohr angeordnet ist und von den beiden Schenkeln des Verschlusses umgeben wird, die sich unter
Federdruck seitlich nach aussen Öffnen und durch einen Elektromagneten
seitlich nach innen geschlossen werden.
De:o Verschluss besteht aus zwei in Richtung des Innenrohrs vorlänglichen
Metallteilen, die am einen I;.de Rn einer
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Platte im Innenrohr befestigt und am anderen Bad® mit nach
innen gerichteten Teilen versehen sind* mit denen sie das Fühl·*
glied in der geschlossenen Stellung abschirmen.
Der Federdruck stammt von der federkraft der Metallteile und
wenigstens ein Teil dos Verschlusses besteht aus magnetische©
Material und der Elektromagnet ist so angeordnet, dass bei Betätigung
der Verschluss nach innen geschlossen wird.
Zum Schlieasen wird der Elektromagnet von einer Gleichspannungsquelle
über Schalter betätigt und zum öffnen nach Abschalten der Gleiehspannungsquelle über Schalter an eine Wechselspannungsquelle
gelegt.
Bei der Ausführung nach der Erfindung ergibt sich der Vorteil,
daas der Verschluss eine sehr kleine und einfache Vorrichtung ißt,
die den gleichen Temperaturbedingungen wie das Fühlglied ausgesetzt werden kanno Biese und weitere Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus dor folgenden Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen stellen dar:
figur 1: einen Längsschnitt durch den Flammenwächter nach der Erfindung;
Figur 2i einen Schnitt längs Linie 2-2 der Figur Ij
Figur Js eine perspektivische Ansicht des Verschlusses.
Bas dargestellt® Ausführungsbeisplöl der Erfindung besteht aus
einem Fluamenwäolitep bei dem ®in In&enrolir 10 im einem Auss@firöar
12 angffloiÄlnet iet. Während des Betriebs wird Kühlluft durch da®
Auesenrohr 12 und durch das Innenroto 10 geführt» Die Hetee 10
und 12 bilden άοη Inneatail dee fflaeaeawaclitere» der irorsugaweise
gemäes der US-Patentschrift 3«24-1 «595 ausgeführt let·
Xm Innenrohr 10' let ein® Anordnung 14 angebracht, die aus dem
als Glirnmröhre ausgebildeten Fühlglied Äs Fiammenwäehters und dem
Verschluae zusammen mit einem elektromagnetischen Betätigtingeglied
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zur periodischen Abblendung der Glimmröhre 16 besteht. Die Glimmröhre 16 stösat vorzugsweiße an die Platte 18, die auf solche Welse
länglich ausgebildet ist, daas ale in das Gehäuse IO passt und
dennoch einen angemessenen Baum für die Luftführung läset. In Figur 1 passt diese Platte 18, die vorzugsweise aus elektrisch
isolierendem Material besteht, genau in das Innenrohr 1O0
während dagegen in Figur 2 der Zwischenraum awischen der Platte und der Innenwand dea RohrMlargestellt istο Die Glimmröhre 6
wird an der Platte durch die elektrischen Leitungen 20 gehalten, die nach hinten aus dem Flammenwächter geführt sind. Die Leitungen sind an das Rohr über die Stecker 22 angeschlossen.
Auseerdem 1st an der Platte 18 der zweiteilige Verschluss 24 und
26 befestigt* Seine (Teile sind mit einem Ende an der Platte 18
in geeigneter Weise befestigt und nehmen normalerweise die nach au·aen geöffnete Stellung der Figur 1 ein<>
Si· bestehen vorzugsweise aus wärmebeständigem Material, dessen Federkraft den Verschluss öffnet. Es kann z. B. ein Material verwendet werden, das
unter der Handelsmarke Elgiloy bekannt ist. Dies ist ein unmagnetischer rostfreier Stahl mit einer Federkonstanten, die auch
unter Einwirkung hoher Temperaturen nicht beeinträchtigt wird· Wenn die Teile des Verschlusses aus unmagnetischem Material hergestellt werden, ist es notwendig, sie mit einem Stück magnetischem
Material zu versehen, das vorzugsweise im Abstand von den äueseren
Enden angeordnet ist, so dass es einer weniger starken Wärmeeinwirkung ausgesetzt ist. Bei der Verwendung von Elgiloy für dl·
Teile des Verschlusses, wird jeder von ihnen mit einem Teil 28 aus
magnetischem Material durch Punktschweissung versehen.
to In dom dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Teile 28 des
to Verschlusses durch einen Elektromagneten betätigt, der gleichzeitig
^ zur Montage der gesamten Anordnung 14 dient. Dieser Elektromagnet
-» besteht aus einem Paar U-förmiger Teile 30 und 32. Sie sind durch
ο entsprechend· Öffnungen in der Platte 34 geführt, di« soweit wie
y, möglich an der Rundung dieser Teile angebracht ist. Die Platte 34
hält die Enden der tJ-förmigen Teilen in richtigem Abstand im Innen
roh? 10 -und. ist mit einer aentraiea Öffnung 36 zur durchführung
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der elektrischen Zuleitungen versehen. D©r Umfang ist so ausgebildet}
dass die Platte im Gehäuse zentriert werden kann -und ist
gleichzeitig mit einer Vielzahl von üffnimgen für dan Durchtritt
der Luft versehen. Die Platte 34 wird auf den U-förmigen !'eilen
durch Wicklungen 38 auf den Schenkeln dieser Teile gehalten» über
den ^henkeln sind zwischen den Wicklungen und der Platt© 18
Muffen 40 angeordnet» Auf den äusseren Enden der Unförmigen Teil»
sind Muffen 42 angeordnet, die die beiden Platten zusammen mit dem
Verschluss auf den U-förmigen Teilen fixieren» Die Muffen 42
sind vorzugsweise durch Wärmebehandlung auf die Schenkel der
U-förmigen Teile aufgeschrumpft. Die gesamte Anordnung 14 wird in ihre Lage durch eine Feder 44 gehalten, die sieh zwischen der
Platte 34 und dem Einsatz 46 befindet. Dar Einsatz ist durch
Schrauben 48 befestigt, βο dass die Feder 44 die Platte 38 gegen
die Anschläge 50 (Figur 2) drückt.
Die äusseren Süden der Schenkel der U*föxBige& Teile 30 und 32
sind den Teilen 24 und 26 des Versohlmases, wie in den Figuren
1 und 2 dargestellt, benachbart angeordnet« so dass die Erregung
der Wicklungen 38 mit einer Gleiohepaxmuiigsquell® einen magnetischen
Fluss erzeugt, in dem sieh die magnetischen Teile 26 nach innen
ia Rohr bewegen, wie es durch di® gestrichelten Linien in Figur angedeutet ist und die q\ierg®riehtet®n Teile ?8 und ΘΟ des Verschlusses
die BUaavShr· 16 gegen das offene Ea&® des Innenrohree
abschirmen, &o daes keine Strahlungsenergie eintreten und die
Glimmröhre Bünden kann·
In Figur 1 ist schematise!! @in Schaltkreis mat Erregung der
Wicklungen 38 mit Gleichstrom dargestellt«. Er besteht aus der
Gleiohspannungsquelle 52, deren eines Ende an Masse liegt und
deren anderes Ende über ein© Leitung 5^ an den verschiedenen
Spulen angeschlossen ist» In der Leitung liegt der Schalter 56* der
säur Erregung der Wicklungen 38 geschlossen werden muss«
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Es hat sich als günstig erwiesen zum Öffnen des Verschlusses Wechselstrom durch die Spulen 38 zu leiten« Dies dient zur so«
fortigen Beseitigung des Restmagnetismus im Verschluss, so dassjsic
die Teile 24 und 26 nach Abschalten des Gleichstromes sofort
Öffnen ο Wird der Wechselstrom zur Entmagnetisierung nicht ver*
wendett öffnet sich der Verschluss erst dann, wenn die durch
den Reatmagnetismue entwickelte Kraft unter der Federkraft der
Verschlussteile liegt. In Figur 1 ist gleichzeitig die Wechselspannungsversorgung
der Wicklungen 38 dargestellt. Sie "besteht
aus der Wechselspannungsquelle 56, deren eines Ende an Masse liegt und deren anderes Ende über die Leitungen 54 und 58 an die
Wicklungen angeschlossen ist. In der Leitung 58 ist der Schalter 60 angeordnet, der zur Versorgung der Wicklungen 38 mit Wechselstrom
geschlossen werden muss. Die Schalter 60 und 62 sind vorzugsweise eo gekoppelt, dass sich der eine öffnet wenn der andere
geschlossen wird und es wird ausserdem vorzugsweise eine Feder
62 verwendet, um diese gekoppelten Schalter in ihre Stellung au
bringen,: so dass der Schalter 60 geschlossen und der Schalter geöffnet ist und den Wicklungen 38 normalerweise Wechselstrom
zugeführt wird. Es hat sich herausgestellt, dass der notwendige Wechselstrom eine sehr geringe Stärke haben muss, z. B. bei einem
bevorzugten Ausfiihrungsbeispiel ungefähr 100 Milliampere beträgt·
De.3 innere Ende des Innenrohrs 10 ist vorzugsweise mit einem
Kollimator 66 versehen, der an seiner Stelle durch Bolzen 68 gehalten wird. Gegen diese Bolzen wird die Linse 70 durch eint
federnde Halterung 72 gedrückt· Die Linse passt lose in das Innenv*ohr 101 so dass die Kühlluft sie frei umströmen kann·
Damit gleichzeitig die Glimmröhre 16 durch das offene Ende des Innenrohrs 10 soviel wie möglich Strahlungsenergie erhält und
gleichzeitig die seitliche Bewegung der Verschlussteile 24 und 26 so klein wie möglich gehalten wird, sind die Elektroden 73
viitl 73 der Glimmröhre 16 parallel zu dan Kanten der nach innen
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umgebogenen Teile 76 und 80 engeordnet. Andern» ausgedrückt eind
die Elektroden parallel zur Achse des Schlitzes,, dar vom Verschluß
a in der offenen Stellung gebildet wird. Bio richtige Positionierung der Elektroden 'bezüglich des Verschlusses wird
dadurch gesichert« dass in der Platte 18 ein Schlitz 86 vorgesehen
ist, der eine Verdrehung der Glimmröhr© gegen die Platten verhindert«
Auf diese Weise ist die gesamte durch das offene Ende
des Rohres 10 längs der gestrichelten Linien 82 und 84 einfallende
Strahlungsenergie im Raum der Elektroden 74 und 76 verfügbar.
Wegen Einzelheiten auf den Schaltkreis für die Glimmröhre 16
wird auf das zuvor erwähnte US-Patent 3»286.093 Bezug genommen·
Sie Einzelheiten eines logischen Kreises für den elektromagnetischen Betätigungsmechanismus der Verschlussteil® 24 und 26 sind
in der mit dem oben erwähnten Patent gleichzeitig eingereichten
Anmeldung von Martin L0 S©©lig ©ines "Sensor Hosting Davic©" beschrieben.
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Claims (6)
1.) Flammenwächter, dessen Fühlglied von einem mechanisch betätigten Verschluss regelbar gegen die Flamme abgeschirmt
wird, dadurch gekennzeichnet, dass das in an sich bekannter Weise in einem Rohr angeordnete Fühlglied von den beiden
Schenkeln des Verschlusses umgeben wird, die sich unter Federdruck seitlich nach aussen öffnen und durch einen Elektromagneten seitlich nach innen geschlossen werden.
2o) Flammenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Verschluss aus zwei in Richtung des Innenrohrs (10) verlaufenden länglichen Metallteilen (24, 26) besteht, die am einen
Ende an einer Platte (18) im Innenrohr befestigt und am anderen Ende mit nach innen gerichteten Teilen (78, 80) versehen sind,
mit denen sie das Fühlglied (16) in der geschlossenen Stellung abschirmen.
3c) Flammenwächter nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Federdruck von der Federkraft der Metallteile (24, 26)
stammt.
4.) Flammenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens ein Teil (28) des Verschlusses aus magnetischem Material besteht und der Elektromagnet (38, 42) so angeordnet
ist, dass bei Betätigung der Verschluss nach innen zugeschlossen wird.
5·) Flammenwächter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
zum Schliessen der Elektromagnet (38, 40) von einer Gleichapannungsquelle (52) über Schalter (56) betätigt und zum öffnen
nach Abschalten der Gleichspannungsquelle über Schalter (60) an eine Wechselspannung3quelle (56) gelegt wird.
6.) Flammenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromagnet aus einem TJ-förmigen Teil (30, 32) aus magnetischem Material besteht über dessen Schenkel Je eine
Wicklung (38) gelegt ist und dass auf dem ü-förmigen Teil zwei
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Platten angeordnet sind, deren eine (18) das Fühlglied (16)
trägt und deren andere (34) die Anordnung über eine Fader
(44) im Innenrohr (10) Mit.
?·) Flammenwächter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
der geöffnete Verschluss einen quer zur Rohrachse verlaufenden
Schlitz bildet, zu dem di© Elektroden (73 t 75) des als Glimmröhre ausgebildeten Fühlgliedes parallel sind.
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Applications Claiming Priority (1)
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |