DE2118043A1

DE2118043A1 - Air flow monitor for gas or liquid burners

Info

Publication number: DE2118043A1
Application number: DE19712118043
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: PAG PATENTGESELLSCHFT AG
Current assignee: PAG PATENTGESELLSCHFT AG
Priority date: 1971-03-02
Filing date: 1971-04-14
Publication date: 1972-09-07

Description

Luftdurchfluss-Wächter für Gas- oder Flüssigkeitsbrenner Die Erfindung betrifft einen Luftdurchfluss-Wächter für Gas- oder Flüssigkeitsbrenner.Air flow monitor for gas or liquid burners The invention relates to an air flow monitor for gas or liquid burners.

Um einen sicheren Betrieb von Gas- oder Flüssigkeitsbrennern mit Luftgebläse zu gewährleisten, wird gemäss verschiedenen Sicherheitsvorschriften verlangt, dass die Zündung des Gasgemisches nur erfolgen darf, nachdem der Feuerungsraum zwangsweise durchlüftet worden ist. Bei Ausfall eines für diesen Zweck vorgesehenen Luftgeblises muss eine Abschaltung der Anlage vorgenommen werden. Zu diesem Zweck ist ein Luftdruckschalter bekannt, welcher innerhalb des Feuerungsraumes angeordnet ist. Dieser Schalter spricht auf den Ueberdruck im Brennerraum bei funktionierendem Gebläse an. Im allgemeinen ist dieser Schalter als Membranschalter ausgebildet, der mit einem elektrischen Kontakt zusammenwirkt.To ensure the safe operation of gas or liquid burners with air blowers various safety regulations require that the ignition of the gas mixture may only take place after the combustion chamber has been forced has been ventilated. In the event of failure of an air blower intended for this purpose the system must be switched off. For this purpose there is an air pressure switch known, which is arranged within the combustion chamber. This switch speaks on the overpressure in the burner chamber when the fan is working. In general this switch is designed as a membrane switch with an electrical Contact works together.

Diese bekannte Anordnung weist jedoch zwei entscheidende Nachteile auf. Der erste Nachteil besteht darin, dass der Luftdruckschalter nicht nur auf den vom Luftgebläse verursachten Ueberdruck anspricht, sondern auch auf einen Ueberdruck, der durch andere Ursachen, beispielsweise eine teilweise Verstopfung des Luftkanals, entstehen kann. Der zweite Nachteil besteht darin, dass der Schalter über separate elektrische Leitungen mit einem Steuergerät für den Brenner verbunden werden muss, wodurch ein erheblicher Arbeitsaufwand während der Montage entsteht.However, this known arrangement has two major disadvantages on. The first disadvantage is that the air pressure switch isn't just on responds to the overpressure caused by the air blower, but also to an overpressure, caused by other causes, for example a partial blockage of the air duct, can arise. The second disadvantage is that the switch has separate electrical lines must be connected to a control unit for the burner, which creates a considerable amount of work during assembly.

Es ist Aufgabe der erfindung, einen Luftdurchfluss-Wächter zu beschreiben, welcher nur auf den geforderten Luftdurchsatz, nicht jedoch auf Druckerhöhungen anspricht, und welcher einfacher zu montieren ist als bekannte Vorrichtungen dieser Art. Diese Aufgabe wird für einen eingangs zitierten Luftdurchfluss-Wächter erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass im Durchflusskanal eine drehbare Scheibe angeordnet ist, welche eine flügelartige Ausbildung aufweist und welche mit einer Vorrichtung zur Einnahme einer festen Winkelposition bei nicht vorhandener Luft strömung versehen ist, und dass mindestens ein Flammenfühler in einer Position angeordnet ist, in welcher ihn die in der festen 27inkelposition befindliche Scheibe gegenüber der Flamme abdeckt.It is the task of the invention to describe an air flow monitor, which only depends on the required air flow rate, but not on pressure increases responds, and which is easier to assemble than known devices of this Art. This task is achieved according to the invention for an air flow monitor cited at the beginning solved in that a rotatable disc is arranged in the flow channel, which has a wing-like design and which with a device for taking a fixed angular position is provided in the absence of air flow, and that at least one flame sensor is arranged in a position in which it covers the disc, which is in the fixed angular position, opposite the flame.

Durch diese Massnahme wird nur die gewünschte Luftströmung, und nicht ein Ueberdruck innerhalb des Feuerungsraumes gemessen.This measure only creates the desired air flow, and not an overpressure measured within the combustion chamber.

Da der Flammenfühler bei nicht vorhandenem Luftstrom qecJenüDer der Flamme abgedeckt ist, kann auf diese vorteilhafte Weise die Ausschaltung der Anlage erreicht werden, da ein Flammenfühler ohnehin für derartige brenner vorgesehen ist.Since the flame sensor is activated when there is no air flow Flame is covered, can turn off the system in this advantageous way can be achieved, since a flame sensor is provided for such burners anyway.

Gemäss einer besonders vorteilhaften Ausbildung kann die Scheibe mit einer Unwucht versehen sein, deren Drehmoment geringer ist als das vom Luftstrom auf die Scheibe ausgeübte Drehmoment und diesem entgegengesetzt gerichtet ist. Schliesslich kann die Scheibe mit einem Nocken oder Vorsprung versehen sein, welcher die durch die Unwucht bei nicht vorhandener Luftströmung verursachte Drehbewegung der Scheibe durch Berührung mit einem ortsfesten Anschlag begrenzt. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass die Scheibe bei nicht vorhandener Luftströmung eine definierte Lage einnimmt, welche sich leicht zur Auslösung von Steuerfunktionen verwenden lässt.According to a particularly advantageous embodiment, the disk can with be provided with an imbalance, the torque of which is less than that of the air flow torque exerted on the disc and directed in the opposite direction. In the end the disc can be provided with a cam or projection, which through the imbalance in the absence of air flow caused the disc to rotate limited by contact with a stationary stop. This measure will achieves that the disk is in a defined position when there is no air flow occupies, which can easily be used to trigger control functions.

Ferner kann die Scheibe mit einem zweiten flegrenzungsnocken oder Anschlag versehen sein, welcher die vom luftstrom hervorgerufene Drehbewegung der Scher ion einer bestimmten Winkelposition begrenzt. Dadurch kann eine zweite definierte Winkelstellung der Scheibe festgelegt werden, welche das Vorhandensein der Luftströmung anzeigt.Furthermore, the disc with a second flexing cam or Be provided with a stop, which is the rotation caused by the air flow Shear ion limited to a certain angular position. This allows a second defined Angular position of the disc can be determined, indicating the presence of air flow indicates.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Scheibe in diesem Fall mit einer Oeffnung versehen sein, welche in der bestimmten, durch den zweiten Begrenzungsnocken oder Anschlag begrenzten V«inlselposition den Strahlengang zwischen der Flamme und dem Flammenfühler freigibt. Dadurch ist es möglich, den Flammenwächter gleichzeitig als Ibtastvorrichtung für die zweite Winkelposition der Scheibe zu verwenden.In a particularly advantageous manner, the disk can in this case with an opening be provided, which in the specific, by the second limiting cam or stop, the V «island position limits the beam path between the flame and releases the flame scanner. This makes it possible to use the flame monitor at the same time to be used as an Ibtastvorrichtung for the second angular position of the disc.

Schliesslich kann mindestens einer der Nocken zur Herstellung elektrischer Verbindungen ausgebildet sein. Dadurch können entweder direkt oder indirekt elektrische Steuerfunktionen ausgeübt werden. Ist mindestens einer der Nocken gegenüber der Scheibe elektrisch isoliert, so ist es möglich, dass der Nocken ein anderes Spannungspotential aufweist als die Scheibe selbst.Finally, at least one of the cams can be used to produce electrical Connections be formed. This allows either direct or indirect electrical Tax functions are exercised. Is at least one of the cams opposite the Washer electrically isolated, so it is possible for the cam to have a different voltage potential than the disc itself.

Ferner kann gemäss einer besonders vorteilhaften Ausbildung der erste Nocken oder Vorsprung Massepotential aufweisen, und der ortsfeste Anschlag das an der Verbindungsleitung zu einer Zündelektrode auftretende sekundärseitige Hochspannungspotential eines Zündtransformators aufweisen. Dadurch kann bei nicht vorhandener Luftströmung direkt der Zündtransformator kurzgeschlossen erden, so dass ein äusserst sicherer undeinfacher Betrieb gewährleistet ist.Furthermore, according to a particularly advantageous embodiment, the first Cam or projection have ground potential, and the stationary stop at that the connection line to an ignition electrode occurring secondary-side high-voltage potential an ignition transformer. This allows when there is no air flow directly short-circuited the ignition transformer to ground, making an extremely safe and easy operation is guaranteed.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Luftzuführungsvorrichtung mit der Ansicht der Scheibe und Fig. 2 die Draufsicht auf die-ergänzte Anordnung gemäss Fig. 1.In the following, embodiments of the invention are based on Drawings explained in more detail. 1 shows a section through the air supply device with the view of the disk and FIG. 2 the plan view of the supplemented arrangement according to Fig. 1.

Von einem nicht dargestellten Luftgebläse strömt Luft in ein Rohr 1 eines Gasbrenners, und zwar in der durch einen Pfeil A in Fig. 2 angedeuteten Richtung. Durch ein zweites Rohr 2 tritt Verbrennungsgas hinzu. Dieses Gas wird an einer perforierten Stauscheibe 3 mit der Luft vermischt.Air flows into a pipe from an air blower (not shown) 1 of a gas burner, specifically in the one indicated by an arrow A in FIG Direction. Passes through a second pipe 2 Combustion gas added. This gas is mixed with the air at a perforated baffle plate 3.

Zum Zünden dieses Gemisches werden von einem Zündtransformator 4 Zündimpulse geliefert. Der Zündtransformator liegt primärseitig an Wechselspannung von beispielsweise 220 V. Ein Anschluss 17 der sekundärseitigen Hochspannungswicklung ist mit dem Brennergehäuse verbunden, während der zweite Anschluss 18 der Sekundärwicklung über Kabelisolierungen 6 mit einer im Bereich der Stauscheibe 3 angeordneten Zündelektrode 5 verbunden ist.An ignition transformer generates 4 ignition pulses to ignite this mixture delivered. On the primary side, the ignition transformer is connected to alternating voltage of, for example 220 V. A connection 17 of the secondary-side high-voltage winding is connected to the burner housing connected, while the second connection 18 of the secondary winding via cable insulation 6 is connected to an ignition electrode 5 arranged in the area of the baffle plate 3 is.

Die vom Zündtransformator 4 gelieferten Hochspannungsimpulse verursachen Funkenüberschläge zwischen der Zündelektrode 5 und der Stauscheibe 3. Dadurch wird das Gas-Luftgemisch entzündet, und es entsteht eine Flamme 7. Brennt die Flamme 7, so wird dies von einem Flammenfühler 8, beispielsweise einer UV-empfindlichen Zelle, überwacht. Diese Zelle liefert ein elektrisches Signal über ein Kabel 16 an ein nicht dargestelltes Steuergerät. Sobald die Flamme ausfällt, bleibt auch das Steuersignal aus und das Steuergerät stellt die Brennstoffzufuhr ab. Auf diese Weise kann kein unverbranntes Gas ausströmen, weshalb die Anlage ungefährlich funktioniert.The high voltage pulses supplied by the ignition transformer 4 cause Sparkover between the ignition electrode 5 and the baffle plate 3. This is the gas-air mixture ignites, and a flame develops 7. The flame burns 7, this is done by a flame sensor 8, for example a UV-sensitive one Cell, monitored. This cell supplies an electrical signal via a cable 16 to a control device (not shown). As soon as the flame goes out, it stays the control signal off and the control unit turns off the fuel supply. To this Way, no unburned gas can escape, which is why the system works safely.

Schliesslich ist im Rohr 1 eine Scheibe 9 in einer Haltevorrichtung 10 drehbar gelagert. Die Scheibe weist eine Oeffnung 11 auf, deren ()effnungsweite so gross ist, dass der Flammenfühler 8 genügend Strahlung von der Flamme erhält, wenn sich das Loch vor dem Flammenfühler befindet. Die in Fig. 1 eingezeichnete Lage der Scheibe 9 wird dann angenommen, wenn keine Luftströmung vorhanden ist. In diesem Fall ist der hinter der Scheibe 9 liegende Flammen fühler 8 gegen die von der Flamme kommende UV-Strahlung abgedeckt. Der Flammenfühler gibt also kein Steuersignal ab.Finally, in the tube 1 there is a disk 9 in a holding device 10 rotatably mounted. The disk has an opening 11 whose () opening width is so big that the flame sensor 8 enough radiation from the Flame is obtained when the hole is in front of the flame sensor. The in Fig. 1 The position of the disk 9 shown is assumed when there is no air flow is available. In this case, the flame behind the disc 9 is sensor 8 covered against the UV radiation coming from the flame. The flame sensor gives so no control signal from.

Der Drehpunkt der Scheibe 9 ist so gewählt, dass er nicht mit dem Schwerpunkt der Scheibe übereinstimmt. In dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 ist zu diesem Zweck ein Gewicht 12 am Umfang der Scheibe 9 angeordnet, welches die Scheibe im Gegenuhrzeigersinn dreht, bis diese mit einem Nocken 13 gegen einen Anschlag, beispielsweise die Leitung 18, anschlägt. Da der Nocken 13 der Scheibe 9 das selbe elektrische Potential aufweist wie die mit dem Brennergehäuse verbundene Leitung 17, entsteht auf der Sekundärseite des Zündtransformators 4 ein Kurzschluss, der die Zündspannung zusammenbrechen lässt, dem Transformator aber keinen Schaden zufügt, da als Zündtransformatoren üblicherweise nur kurzschlussfeste Transformatoren verwendet werden. Solange sich also die Scheibe unter dem Einfluss der Unwucht bei nicht vorhandener Luftströmung in Ruhelage befindet, ist keine Zündung der Flamme möglich.The pivot point of the disc 9 is chosen so that it does not match the The center of gravity of the disc coincides. In the embodiment according to FIG. 1 is for this purpose a weight 12 is arranged on the circumference of the disc 9, which the Disc rotates counterclockwise until it with a cam 13 against a stop, for example the line 18 strikes. Since the cam 13 of the disc 9 is the same Has electrical potential like the line connected to the burner housing 17, a short circuit occurs on the secondary side of the ignition transformer 4, the causes the ignition voltage to collapse, but does not damage the transformer, since only short-circuit-proof transformers are usually used as ignition transformers will. So as long as the disk is under the influence of the imbalance when there is no If the air flow is at rest, the flame cannot be ignited.

Die Scheibe 9 ist mit mindestens einem Flügel 14 versehen, welcher so ausgebildet ist, dass er bei vorhandener Luftströmung in Richtung n1 den Flügel in Uhrzeigersinn entgenen der Wirkung des Gewichtes 12 dreht. Sowohl der Flügel 14 als auch das Gewicht 12 sind dabei so gewählt, dass bei normaler Luftströmung das durch den Flügel 14 auf die Scheibe 9 ausgeübte Drehmoment etwas grösser ist als das vom Gewicht 12 ausgeübte Drehmoment.The disc 9 is provided with at least one wing 14, which is designed so that when there is an air flow in the direction n1, the wing clockwise counteract the effect of the Weight 12 rotates. As well as the wing 14 and the weight 12 are chosen so that with normal air flow the torque exerted by the wing 14 on the disk 9 is somewhat greater than the torque exerted by the weight 12.

Dabei sind die beiden Drehmomente einander entgegengesetzt.The two torques are opposite to each other.

Durch die Wirkung des Flügels 14 wird die Scheibe 9 wo weit gedreht, bis ein an der Scheibe befestigter zweiter Nocken 15 an einem festen Anschlag, beispielsweise an dem Halter 10, anstösst. In dieser Position befindet sich die Oeffnung 11 direkt vor dem Flammenfühler 8. Damit der Strahlengang zwischen dem Flammenfühler und der Flamme 7 frei ist, enthält auch die Haltevorrichtung 10 an dieser Stell-e eine entsprechende Oeffnung.Due to the action of the wing 14, the disc 9 is rotated where far, until a second cam 15 attached to the disc at a fixed stop, for example on the holder 10. In this position the opening 11 is located directly in front of the flame sensor 8. So that the beam path between the flame sensor and the When the flame 7 is free, the holding device 10 also contains a corresponding one at this point Opening.

Bleibt die Luftströmung im Rohr 1 aus, beispielsweise, weil der Gebläsemotor abgestellt ist oder weil der Abzugsweg für die Luft blockiert ist, kann der Flügel 14 kein im Uhrzeigersinn gerichtetes Drehmoment auf die Scheibe 9 ausiiben. Daher fällt die Scheibe unter der Wirkung des Gegengewichtes 12 so weit zurück, bis der Nocken 13 das Zündkabel 18 berührt und den Zündtransformator kurzschliesst. In dieser Position tt auch der Flammenfühler 8 abgedunkelt. Damit wird über das Steuergerät die Brennstoffzufuhr abgestellt.If there is no air flow in the pipe 1, for example because of the fan motor is switched off or because the vent path for the air is blocked, the wing 14 do not exert any clockwise torque on disk 9. Therefore the disc falls back under the action of the counterweight 12 until the Cam 13 touches the ignition cable 18 and short-circuits the ignition transformer. In this Position tt also the flame sensor 8 darkened. This is via the control unit the fuel supply shut off.

Im folgenden wird die Funktion des Luftdurchfluss-Wächters an einer automatischen Feuerungsanlage beschrieben. Zunächst wird ein Einschaltbefehl gegeben, welcher das Gebläse in Betrieb setzt. Bei genügend grossem Luftdurchsatz durch das Rohr 1 dreht sich die Scheibe 9 in die rechte, durch den Nocken 15 begrenzte Endlage. Nach Ablauf der sogenannten Vorspülzeit öffnet das Gerät durch ein entsprechendes Steuersignal ein nicht eingezeichnetes Gasventil in der Leitung zu dem Rohr 2. Ferner wird der Zündtransformator 4 eingeschaltet.The function of the air flow monitor on a automatic combustion system described. First a switch-on command is given, which the fan in Operation continues. With a sufficiently large air flow through the tube 1, the disk 9 rotates into the right one, limited by the cam 15 End position. After the so-called pre-purging time has elapsed, the device opens with a corresponding Control signal is a gas valve (not shown) in the line to the pipe 2. Furthermore the ignition transformer 4 is switched on.

Da wegen der vorhandenen Luftströmung dessen Sekundärseite nicht mehr durch den Nocken 13 kurzgeschlossen ist, entsteht zwischen der Zündelektrode 5 und der Stauscheibe 3 ein Zündfunken. Das Gas wird dadurch entzündet, und der Flammenfühler gibt ein elektrisches Signal ab, da er durch die Oeffnung 11 hindurch von der Flamme 7 bestrahlt wird. Sollte jedoch aus irgend einem Grund die Flamme oder der Luftstrom ausfallen, erzeugt der Flammenfühler 8 kein elektrisches Signal, und zwar im ersten Fall, weil die UV-Strahlung von der Flamme 7 nicht mehr vorhanden ist, und im zweiten Fall, weil der Flammenfühler 8 durch die inzwischen zurückgedrehte Scheibe 9 abgedeckt ist. Folglich sperrt das nicht dargestellte Steuergerät die Gaszufuhr zum Brenner.Because of the existing air flow, the secondary side is no longer there is short-circuited by the cam 13, arises between the ignition electrode 5 and the baffle plate 3 an ignition spark. This ignites the gas and the flame sensor emits an electrical signal because it is passed through the opening 11 by the flame 7 is irradiated. However, for some reason it should be the flame or airflow fail, the flame sensor 8 generates no electrical signal, namely in the first Case because the UV radiation from the flame 7 is no longer present, and in the second Case because the flame sensor 8 is covered by the disc 9 that has meanwhile been turned back is. As a result, the control device, not shown, blocks the gas supply to the burner.

Selbstverstandlich kann mit der Scheibe 9 nicht nur die lIochspannungsleitung 18 kurzgeschlossen werden. Es ist auch denkbar, dass weitere Leitungen durch den Nocken 13 oder durch weitere Nocken ein- oder ausgeschaltet werden. Selbstverständlich kann der Nocken 13 auch isoliert gegenüber der Scheibe 9 befestigt sein. Schliesslich ist es möglich, zwei oder mehrere elektrische Verbindunqen durch einen oder mehrere Nocken zu verbinden. Selbstverständlich kann auch in der zweiten Endposition, also in der durch den Nocken 15 begrenzten 'ndposition, solche oder ähnliche Schaltfunktionen durchgeführt werden.Of course, not only the perforated voltage line can be used with the disk 9 18 can be short-circuited. It is also conceivable that further lines through the Cam 13 or can be switched on or off by further cams. Of course the cam 13 can also be fastened in an isolated manner relative to the disk 9. In the end it is possible to have two or more electrical connections through one or more cam connect to. Of course, in the second end position, that is, in the End position limited by the cam 15, such or similar switching functions be performed.

In vielen Anwendungsfällen wird eine sogenannte Zündfunkenüberwachung verlangt, das heisst der Flammenfühler 8 muss auch den Zündfunken zwischen der Zündelektrode 5 und der Stauscheibe 3 abfühlen können. Bei zweckmässiger geometrischer Anordnung kann der Luftdurchflusswächter auch diese Bedingung erfüllen.So-called spark monitoring is used in many applications requires, that is, the flame sensor 8 must also have the ignition spark between the ignition electrode 5 and the baffle plate 3 can sense. With an appropriate geometric arrangement the air flow monitor can also meet this condition.

Schliesslich sei noch erwähnt, dass das Gewicht 12 durch eine exzentrische Lagerung einer symmetrisch ausgebildeten Scheibe 9 ersetzt werden kann. Bei horizontal angeordneten Scheiben ist es auch möglich, magnetische oder andere Elemente zur Festlegung einer ersten Endposition für die Scheibe 9 zu verwenden.Finally, it should be mentioned that the weight 12 by an eccentric Storage of a symmetrically designed disc 9 can be replaced. With horizontal arranged discs, it is also possible to use magnetic or other elements Establishing a first end position for the disc 9 to be used.

Schlisslich kann auch anstelle der direkten Kontaktgabe zwischen dem Nocken 13 und der Leitung 18 eine indirekte Kontaktgabe durch Zwischenschalten eines elektrischen Schalters vorgesehen sein.Finally, instead of direct contact between the Cam 13 and the line 18 make indirect contact through the interposition of a electrical switch may be provided.

Claims

X Air flow monitor for gas or liquid burners, thereby characterized in that a rotatable disc (9) is arranged in the flow channel, which has a wing-like design (14) and which with a device (12,13) to take a fixed angular position in the absence of air flow is provided, and that at least one flame sensor (8) is arranged in one position is, in which it is located in the fixed angular position disc opposite the flame (7) covers.

2.) Air flow monitor according to claim 1, characterized in that that the disc is provided with an imbalance (12), the torque of which is lower is opposite and opposite to the torque exerted on the disc by the air flow is directed, and that the disc is provided with a cam or projection (13) which is caused by the imbalance in the absence of air flow Rotational movement of the disc is limited by contact with a stationary stop (18).

3.) Air flow monitor according to claim 2, characterized in that that the disc is provided with a second limiting cam or stop (15) which is the rotational movement of the disc caused by the air flow in a limited angular position.

4.) Air flow monitor according to claim 3, characterized in that that the disc is provided with an opening (11) which is in the specific, Angle position limited by the second limiting cam or stop (15) releases the beam path between the flame (7) and the flame sensor (8).

5.) Air flow monitor according to claim 2 or 3, characterized in that that at least one of the tubes (13, 15) for making electrical connections is trained.

6.) air flow monitor according to claim 2 or 3, characterized in, that at least the cams (13, 15) are electrically isolated from the disk (9) is.

7.) Air flow filter according to Claims 2 and 5, characterized in that that the cam or projection (13) has ground potential and that the stationary Stop (6) that occurs on the connecting line (13) to an ignition electrode (5), Has secondary-side high voltage potential of an ignition transformer (4).

L e r s e i t e