DE19933591A1

DE19933591A1 - Überwachungsvorrichtung für Ölbrenner

Info

Publication number: DE19933591A1
Application number: DE19933591A
Authority: DE
Inventors: Marco Techt; Rudolf Haug
Original assignee: Karl Dungs GmbH and Co KG
Current assignee: Karl Dungs GmbH and Co KG
Priority date: 1999-07-17
Filing date: 1999-07-17
Publication date: 2001-01-18
Also published as: KR20020015716A; CN1361854A; WO2001006179A1; EP1196722A1

Abstract

Eine Vorrichtung zur Flammenüberwachung von Ölbrennern, insbesondere von gelb oder blau brennenden Ölbrennern, umfaßt einen die Beleuchtungsstärke im Brennraum erfassenden Flammensensor und eine die Brennstoffzufuhr abhängig von der erfaßten Beleuchtungsstärke steuernde Überwachungsschaltung mit einer Hellschwelle (B max (I)) für die Anlaufphase (I) des Ölbrenners, oberhalb der eine Fehlermeldung erfolgt, und mit einer höher als die Hellschwelle (B max (I)) liegenden Dunkelschwelle (B min (III, IV)) für die Stabilisierungs- und die Betriebsphase (III, IV) des Ölbrenners, unterhalb der eine Fehlermeldung erfolgt. Dabei ist die Dunkelschwelle (B min (III)) während der Stabilisierungsphase (III) höher als die Dunkelschwelle (B min (IV)) während der nachfolgenden Betriebsphase (IV). So kann zur Überwachung von gelb- und blaubrennenden Ölbrennern der gleiche Flammensensor verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Flammenüberwa chung von Ölbrennern, insbesondere von gelb oder blau bren nenden Ölbrennern, umfassend einen die Beleuchtungsstärke im Brennraum erfassenden Flammensensor und eine die Brennstoff zufuhr abhängig von der erfaßten Beleuchtungsstärke steuern de Überwachungsschaltung mit einer Hellschwelle für die An laufphase des Ölbrenners, oberhalb der eine Fehlermeldung erfolgt, und mit einer höher als die Hellschwelle liegenden Dunkelschwelle für die Stabilisierungs- und die Betriebspha se des Ölbrenners, unterhalb der eine Fehlermeldung auf tritt.

Die europäische Norm EN 230 erlaubt zur Überwachung von Öl brennern den Einsatz von Flammensensoren (Flammenfühler), die im sichtbaren Bereich eine Beleuchtungsstärke von minde stens 1 lx (Lux) haben. Weiterhin fordert die Norm eine "ne gative Schaltdifferenz", d. h. die Hellmeldung vor Brenn stofffreigabe (Fremdlicht) muß bei kleineren Beleuchtungs stärken erfolgen als eine Dunkelmeldung bei Erlöschen der Flamme im Betrieb (Flammenausfall).

Diese Anforderungen an das Flammensignal sind in Fig. 2 an hand des Anlaufvorgangs eines herkömmlichen Feuerungsautoma ten verdeutlicht. Die Werte, die das Flammensignal nicht an nehmen darf sind schraffiert dargestellt. Andernfalls er folgt eine Fehlermeldung und die Brennstoffzufuhr wird ge stoppt.

Während der Anlaufphase I des Ölbrenners darf die im Brenn raum von einem Flammensensor erfaßte Beleuchtungsstärke die Hellschwelle B_max(I) nicht übersteigen, andernfalls wird die Brennstoffzufuhr gestoppt. Die sich an die Anlaufphase an schließende Sicherheitsphase II ist die maximale Zeitdauer ab dem Öffnen der Brennstoffventile, in der Brennstoff ohne Ausbildung einer Flamme in den Brennraum einströmen darf. Während der Stabilisierungsphase III und der Betriebsphase IV darf die erfaßte Beleuchtungsstärke die bei Flammenaus fall auftretende Dunkelschwelle B_min(III, IV) (< B_max(I)) nicht unterschreiten, andernfalls wird die Brennstoffzufuhr gestoppt. Um die Sicherheit der Überwachung zu erhöhen, muß die negative Schaltdifferenz ΔB = B_max(I) - B_min(III, IV) möglichst große Werte annehmen, und die Hellmeldung im Be trieb muß bei möglichst hohen Beleuchtungsstärken erfolgen.

Gelbbrennende Ölbrenner (Gelbbrenner) haben eine hohe Be leuchtungsintensität im sichtbaren Bereich. Blaubrennende Ölbrenner (Blaubrenner) haben eine geringe Abstrahlung im sichtbaren Bereich, starten aber als Gelbbrenner, so daß diese zumindest während der Anlaufphase eine hohe Beleuch tungsstärke erreichen. Die unterschiedlichen Verläufe der Beleuchtungsstärken für Gelbbrenner (a) und Blaubrenner (B) sind in Fig. 2 dargestellt.

Bisher war es üblich, die unterschiedlichen Beleuchtungsin tensitäten der Brennertypen durch Einsatz von Flammensenso ren mit unterschiedlicher Empfindlichkeit zu berücksichti gen. Das bedeutet für Blaubrenner, daß die Flammenmeldung im Betrieb auf wesentlich kleinere Beleuchtungsstärken gelegt wird, so daß durch Fremdstrahlung, z. B. bei abgenommener Brennerhaube, eine Flamme simuliert wird und auf einen Flam menausfall erst verspätet oder gar nicht reagiert werden kann.

Ein weiteres. Problem können Kurzschlüsse auf den Leiterbah nen des Feuerungsautomaten, Kurzschlüsse in den Zuleitungen zum Flammenwächter oder sonstige Kurzschlüsse sein, die wäh rend der Betriebszeit mit Flamme auftreten können. Bei einem solchen Kurzschluß ist es nicht möglich, einen Flammenaus fall zu registrieren.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Flammen überwachungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß zur Überwachung von gelb- und blaubren nenden Ölbrennern der gleiche Flammensensor verwendet werden kann, sowie die an Flammenüberwachungsvorrichtungen gestell ten Sicherheitsanforderungen weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung da durch gelöst, daß die Dunkelschwelle während der Stabilisie rungsphase höher als die Dunkelschwelle während der nachfol genden Betriebsphase ist.

Für den Einsatz des Flammensensors in Blaubrennern wurde die höhere Dunkelschwelle während der Stabilisierungsphase bzw. nach der Sicherheitsphase eingeführt, so daß während der Stabilisierungsphase eine erhöhte Beleuchtungsstärke gefor dert wird. Da ein Blaubrenner zum Zünden als Gelbbrenner an läuft und erst im Betrieb in den Blaubereich gefahren wird, ist während der Stabilisierungsphase auch ein erhöhtes Be leuchtungssignal vorhanden. Durch die Forderung einer erhöh ten Beleuchtungsstärke während der Stabilisierungsphase bzw. nach der Sicherheitszeit ist auch die Gefahr von Kurzschlüs sen mit Übergangswiderstand vermindert.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ist bei blaubrennenden Ölbrennern die Dunkelschwelle während der Stabilisierungsphase höher als die Beleuchtungsstärke wäh rend ihrer Betriebsphase gewählt. Im Betrieb wird eine ge ringe Beleuchtungsstärke gefordert, um für Blaubrenner einen sicheren Betrieb zu gewährleisten.

Die oben genannte Aufgabe wird in einem zweiten Aspekt der Erfindung auch dadurch gelöst, daß die Überwachungsschaltung zumindest für die Betriebsphase eine oberhalb der Dunkel schwelle liegende maximale Hellschwelle aufweist, oberhalb der die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird. Vorzugsweise ist diese maximale Hellschwelle auch für die Stabilisierungspha se und für eine zwischen Anlaufphase und Stabilisierungspha se vorgesehene Sicherheitsphase vorgesehen.

Der herkömmliche Überwachungsverlauf wurde durch eine zu sätzliche maximale Hellschwelle zur Kurzschlußerkennung (nierderohmige Kurzschlüsse) ergänzt. Durch die Kurzschluß erkennung kann der Fall einer nichterkannten Flammensimula tion (z. B. durch ein Brennstoffventil, eine defekte Flammen wächterzuleitung, usw.) ausgeschlossen werden.

Die erfindungsgemäße Überwachungsschaltung kann z. B. mittels Hardware mit verschiedenen Schaltschwellen oder mittels Ana logwerterfassung mit Definition verschiedener Schaltschwelle über Software realisiert werden.

Die Erfindung betrifft auch entsprechende Überwachungsver fahren sowie Feuerungsautomaten, die mit einer solchen Flam menüberwachungsvorrichtung arbeiten bzw. ausgerüstet sind.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfin dungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in be liebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird an hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Überwachungsdiagramm einer erfindungsgemäßen Flammenüberwachungsvorrichtung mit schematisch an gedeuteten zeitlichen Verläufen der Beleuchtungs stärken von gelb (a) und für blau (b) brennende Öl brenner; und

Fig. 2 ein Überwachungsdiagramm einer herkömmlichen Über wachung mit schematisch angedeuteten zeitlichen Verläufen der Beleuchtungsstärke von gelb (a) und für blau (b) brennende Ölbrenner.

Um die oben geschilderten Probleme des Überwachungsdiagramms nach Fig. 2 auszuschließen, ist in dem Überwachungsdiagramm nach Fig. 1 die Bewertung des Flammensignals geändert.

Das in Fig. 2 gezeigte Überwachungsdiagramm wurde durch eine zusätzliche maximale Hellschwelle B_max zur Kurzschlußerken nung (nierderohmige Kurzschlüsse) während der Sicherheits-, Stabilisierungs- und Betriebsphasen II, III, IV und durch eine während der Stabilisierungsphase III höhere Dunkel schwelle B_min(III) für eine erhöhte Beleuchtungsstärke er gänzt.

Durch die Kurzschlußerkennung kann der Fall einer Flammensi mulation ausgeschlossen werden.

Während der Stabilisierungsphase III wird eine Beleuchtungs stärke höher als B_min(III) gefordert. Da ein Blaubrenner zum Zünden als Gelbbrenner anläuft und erst im Betrieb in den Blaubereich gefahren wird, ist während der Stabilisierungs phase III auch ein erhöhtes Beleuchtungssignal vorhanden. In der Betriebsphase IV wird die Dunkelschwelle B_min(IV) dann abgesenkt, um auch geringere Beleuchtungsstärke zuzulassen und so für Blaubrenner einen sicheren Betrieb zu gewährlei sten. Durch die Forderung einer erhöhten Beleuchtungsstärke B_min(III) nach der Sicherheitszeit II wird die Gefahr der Kurzschlüsse mit Übergangswiderstand vermindert.

Das in Fig. 1 gezeigte Überwachungsdiagramm bietet damit folgende Vorteile:

- Kurzschlüsse während den Betriebszeiten mit Flammenbil dung, d. h. während der Stabilisierungsphase III und der Betriebsphase IV, werden sicher erkannt.
- Erhöhung der Sicherheit durch Forderung eines überhöhten Flammensignals während der Stabilisierungsphase.
- Ein einziger Flammensensortyp LDR (light depending resi stor) ist für Gelb- und Blaubrenner einsetzbar, wodurch sich die Wirtschaftlichkeit erhöht. Der LDR kann anstelle der üblicherweise verwendeten IRD (Infrarot-Flackerdetek tor), die im Vergleich zum LDR wesentlich teurer sind, eingesetzt werden.
- Das Einstellen der Flammensensoren auf den jeweiligen Brenner, wie es beim IRD erforderlich ist, entfällt.

Eine Vorrichtung zur Flamrnenüberwachung von Ölbrennern, ins besondere von gelb oder blau brennenden Ölbrennern, umfaßt einen die Beleuchtungsstärke im Brennraum erfassenden Flam mensensor und eine die Brennstoffzufuhr abhängig von der er faßten Beleuchtungsstärke steuernde Überwachungsschaltung mit einer Hellschwelle B_max(I) für die Anlaufphase I des Öl brenners, oberhalb der eine Fehlermeldung erfolgt, wird, und mit einer höher als die Hellschwelle B_max(I) liegenden Dun kelschwelle B_min(III, IV) für die Stabilisierungs- und die Betriebsphase III, IV des Ölbrenners, unterhalb der eine Fehlermeldung erfolgt. Dabei ist die Dunkelschwelle B_min(III) während der Stabilisierungsphase III höher als die Dunkelschwelle B_min(IV) während der nachfolgenden Betriebs phase IV. So kann zur Überwachung von gelb- und blaubrennen den Ölbrennern der gleiche Flammensensor verwendet werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Flammenüberwachung von Ölbrennern, insbesondere von gelb oder blau brennenden Ölbrennern, umfassend:
einen die Beleuchtungsstärke im Brennraum erfassenden Flammensensor und
eine die Brennstoffzufuhr abhängig von der erfaßten Beleuchtungsstärke steuernde Überwachungsschaltung mit einer Hellschwelle (B_max(I)) für die Anlaufphase (I) des Ölbrenners, oberhalb der eine Fehlermeldung er folgt, und mit einer höher als die Hellschwelle (B_max(I)) liegenden Dunkelschwelle (B_min(III, IV)) für die Stabilisierungs- und die Betriebsphase (III, IV) des Ölbrenners, unterhalb der eine Fehlermeldung er folgt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dunkelschwelle (B_min(III)) während der Stabi lisierungsphase (III) höher als die Dunkelschwelle (B_min(IV)) während der nachfolgenden Betriebsphase (IV) ist.

2. Flammenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 1, da durch gekennzeichnet, daß bei blaubrennenden Ölbren nern die Dunkelschwelle (B_min(III)) während der Stabi lisierungsphase (II) höher als die Beleuchtungsstärke während ihrer Betriebsphase (IV) gewählt ist.

3. Flammenüberwachungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung zumindest für die Be triebsphase (IV) eine oberhalb der Dunkelschwelle (B_min(IV) liegende maximale Hellschwelle (B_max) auf weist, oberhalb der die Brennstoffzufuhr unterbrochen wird.

4. Flammenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 3, da durch gekennzeichnet, daß die maximale Hellschwelle (B_max)) auch für die Stabilisierungsphase (III) vorge sehen ist.

5. Flammenüberwachungsvorrichtung nach Anspruch 4, da durch gekennzeichnet, daß die maximale Hellschwelle (B_max) auch für eine zwischen Anlaufphase (I) und Sta bilisierungsphase (III) vorgesehene Sicherheitsphase (II) vorgesehen ist.

6. Feuerungsautomat mit einer Flammenüberwachungsvorrich tung nach einem oder mehreren der vorhergehenden An sprüche.

7. Verfahren zur Flammenüberwachung von Ölbrennern mit einer Flammenüberwachungsvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.