DE2142222B2 - Flammenuberwachungseinnchtung - Google Patents

Description

¹I

gemäße Aufgabe einer Verbesserung dir bekannten Schaltungen dahingehend, daß der Ausfall einer Komponente nicht mehr dazu führen kann, einen unsicheren Betriebszustand herbeizuführen, wird durch diese bekannten Schaltungen jedoch nicht gelöst

Die Sicherheit gegen ein Ansprechen des Flammenrelais bei starken Störsignalen in der Nähe des Flackerfrequenzbereiches wird insbesondere durch die Bemessung der Spule und des Kondensators der erwähnten Reihenschaltung bewirkt. Beispielsweise sperrt die Spule Störsignale der Netzfrequenz (50 oder 60 Hz), während Signale unterhalb des Flackerfrequenzbereiches vom Kondensator nicht durchgelassen werden. Liefert der Flammenfühler ein Signal ausreichender Stärke, dann bleibt das F'ammenrelais angezogen, auch wenn Störsignale auftreten. Liefert aber der Flammenfühler keine Flammensignale, dann können die Störsignale ebenfalls nicht an das Flammenrelais gelangen und dieses etwa 7um Einschalten bringen.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die in der Figur dargestellte Schaltungsanordnung umfaßt einen Transformator 10 mit einer Primärwicklung 12, an die über die Zuleitungen 14 die übliche Netzspannung angelegt wird. Die Sekundärwicklung 16 ist mit einem Doppelweggleichrichter 18 verbunden, über den das gleichgerichtete Signal an die positive Sammelschiene 20 und die negative Sammelschiene 22 gelangt. Die Sammelschinen 20 und 22 sind durch einen Kondensator 24 und einen Widerstand 26 überbrückt. Ferner ist mit der Sammelschiene 20 über einen Widerstand 28 eine Hilfssammelschiene 30 verbunden, deren Spannung mittels einer Zenerdiode 32 auf plus 7 Volt gehalter wird. Zwischen den Sammelschienen 30 und 22 liegt ein Spannungsteiler, gebildet aus einem Widerstand 34 und einem Flammenfühler 36 aus einer Photozelle mit einem Photowiderstand aus Bleisulfid. Letztere ist so angeordnet, daß er das Vorhandensein einer Flamme in einer Verbrennungskammer überwacht. Eine solche Flamme hat aber eine Flackercharakteristik, deren Schwankungsbreite innerhalb eines Bereiches von 5 bis 25 Hz liegt. Diese Charakteristik wird von der Photozelle 36 angezeigt.

Das mit der Flackerfrequenz schwankende Ausgangssignal der Photozelle 36 wird dem Eingang einer ersten Verstärkerstufe zugeführt, die durch einen Transistor 40 gebildet ist, dessen Kollektor durch ein Brückenfilter auf seine Basis gegengekoppelt ist. Das Brückenfilter enthält die Kondensatoren 46 und 48 und die Widerstände 50 und 52. Das Ausgangssignal der ersten Verstärkerstufe wird unmittelbar auf eine zweite Verstärkerstufe gegeben, die aus den Transistoren 54 und 56 und einem weiteren Brückenfilter gebildet ist, welches in einem Gegenkopplungszweig zwischen dem Emitter 58 des Transistors 54 liegt. Dieses zweite Brückenfilter besteht aus den Kondensatoren 60 und 62 und den Widerständen 64 und 66. Beide Brückenfilter haben einen Durchlaßbereich von 5 bis 25 Hz, der somit dem Bereich des Ausgangssignals der Photozelle 36 entspricht.

Das verstärkte Flackersignal wird sodann über einen Kondensator 70 einer Schaltung mit den Transistoren 72, 74 und 76 zugeführt. Im Ruhezustand erhält der Transistor 72 seinen Basisstrom über einen Widerstand 78 von der positiven Sammelschiene 20, der Transistor 74 ist gesperrt und der Transistor 76 befindet sich im Sättigungszustand. Sobald der Kollektor des Transistors 56 beim Auftreten von Flammensignalfrequenzen positiv wird, lädt sich ein Kon-

densator 70 auf und liefert zusätzlich Strom an die Basis des Transistors 72. Wenn der Kollektor des Tansistors 56 in negative Richtung zurückschwingt, werden die Transistoren 72 und 76 abgeschaltet, und die Basis des Transistors 74 erhält den Strom über einen Widerstand 80 und wird leitend. Infolge der Flammensignale wird somit das obere Ende einer Induktionsspule 82 abwechselnd zwischen der positiven Sammelschiene 20 und der negativen Sammelschiene 22 hin- und hergeschaltet.

Die Spule 82 und ein Kondensator 84 sind in Reihe geschaltet und auf die mittlere Frequenz des Flammensignals abgestimmt. Die Spule 80 ist so ausgebildet, daß ein fester Abstand zwischen ihren Eingangs- und Ausgangsleitungen und ferner auch zwi-

sehen ihren einzelnen Wicklungen und Schichtungen vorgegeben ist. Sie ist daher ebenso ausfallsicher gegenüber einem Kurzschluß wie zwei beliebige andere Leitungen der Schaltanordnung. Außerdem ist der Widerstand der Spule groß genug gewählt, um die

Stromhöhe einer im Nebenschluß liegenden Diode 86 im Falle eines Kurschlusses im Kondensator 84 zu begrenzen. Eine weitere Diode 88 liegt in Reihe zwischen dem Kondensator 84 und der Spule 90 eines Flammenrelais. Ein Kondensator 92 überbrückt die Spule 90 des Relais. Da der Eingang der Spule 82 abwechselnd zwischen der positiven und negativen Sammelschiene 20 und 22 mit einer Frequenz, die der Charakteristik einer festgestellten Flamme entspricht, und zwar vorzugsweise mit einer Frequenz

von etwa 10 Hz hin- und hergeschaltet wird, wird das sich hierbei ergebende Wechselstromsignal von dem Kondensator 84 hindurchgelassen und gleichgerichtet und lädt den Kondensator 92 auf, so daß das Flammenrelais 90 anzieht.

Gelangt ein sehr starkes Signal der Netzfrequenz an den Eingang der Flammenüberwachungseinrichtung, dann reichen die Filter nicht aus, um dieses zu blockieren. Die Folge davon ist, daß die Transistoren 74 und 76 an die Spule 82 ebenfalls ein netzfrequentes Signal liefern, dessen von Spitze zu Spitze vorliegende Werte durch den Spannungsverlauf der Eingangsspannung bestimmt sind. Bei Wahl der Schaltungskomponenten mit den im Beispiel angeführten Größen blockiert die Spule dieses Signal aber wirksam. und ein vernachlässigbarer Strom wird gleichgerichtet und an die Flammenrelaisspule weitergeleitet, in ähnlicher Weise werden auch unter dem Durchlässigkeitsbereich der in Reihe geschalteten aus der Spule 82 und dem Kondensator 84 bestehenden Komponenten liegende Frequenzen durch den Kondensator 84 blockiert. Der Kondensator 92 bewirkt eine Verzögerung der Abfallzeit von 1 Vs Sekunden, so daß das Flammensignal während einer gewissen Zyklcnzahl ausfallen muß, bevor das Relais abfällt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

eine Flammenübenvachungseinrichtung der eingangs Patentansprüche: erwähnten Art bekannt. Bei ihr wird der Flackereffekt der zu überwachenden Flamme als Kriterium

1. Flammenüberwachungseinrichtung mit herangezogen, damit Fehlanzeigen durch Umgebungseinem innerhalb eines bestimmten Frequenzberei- 5 licht vermieden werden. Zu diesem Zwecke ist dem ches intermittierend auftretende Flammensignale Flammenfühler ein Schwingkreis nachgeschaltet, desliefernden Flammenfühler, der über eine für die- sen Resonanzfrequenz und Durchlaßbandbreite entsen Frequenzbereich selektive Filterschaltung sprechend dem Flackerfrequenzbereich gewählt ist, und eine Gleichrichterschaltung mit einem Flam- so daß nur die von der flackernden Flamme herrühmenrelais, dem ein Glättungskondensator parallel io renden Frequenzanteile zu der Gleichrichterschalgeschaltet ist, verbunden ist, dadurch ge- tung durchgelassen werden, an welche das Flammenkennzeichnet, daß der Filterschaltung (46 relais angeschlossen ist. Die Ausnutzung dieses bis 66) ein elektronischer Schalter (72, 74, 76) Flackereffektes und die Einfügung eines Filters, welnachgeschaltet ist, zwischen dem und die Gleich- ches nur für die Flackerfrequenzen durchlässig ist, ist richterschaltung (86, 88) zusätzlich die Reihen- 15 auch aus der deutschen Auslegeschrift 1 024 851 und schaltung einer Spule (82) mit einem Kondensa- den USA.-Patentschriften 2 692 962 und 3 316 409 tor (84) eingefügt ist, welche derart bemessen ist, bekannt. Für die Unterdrückung sehr starker Störsidaß die Spule (82) für Signale oberhalb und der gnale in der Nähe des Frequenzbereiches der Flam-Kondensator (84) für Signale unterhalb des Fre- menflackersignale genügen jedoch einfache Filter qucr.zbereiches der Flammensignale als Sperre ao nicht, so daß derartige Störsignale noch mit genügenwirkt, daß die Gleichrichterschaltung eine in der Stärke selbst durch mehrere Filter hindurchge-Reihe mit dem Flammenrelais (90) liegende langen und ein Flammensignal vortäuschen, was in Diode (88) und eine parallel zu dieser Reihen- Wirlichkeit gar nicht vorhanden ist.

schaltung (88, 90) liegende weitere, aber entge- Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, zu ver-

gengesetzt gepolte Diode (86) umfaßt, und daß 25 hindern, daß starke Störsignale, welche durch die

die Spule (82) als kurzschlußsichere Spule mit üblicherweise verwendeten Filter noch hindurchge-

einem bei Kurzschluß des Kondensators (84) den langen können, von der Gleichrichterschaltung und

Strom durch die weitere Diode (86) begrenzen- dem Flammenrelais ferngehalten werden. Auf diese

den Wicklungswiderstand ausgebildet ist. Weise soll die Sicherheit gegen Fehlanzeigen vergrö-

2. Flammenüberwachungseinrichtung nach 3° ßert werden. Dies gilt auch für den Ausfall von Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponenten der Fammenüberwachungseinrich-Fühlvorrichtung (36) eine Photo/.elle mit einem tung, wobei ebenfalls nicht fälschlicherweise das Bleisulfid-Photowiderstand ist. Vorliegen einer Flamme vorgetäuscht werden soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Flammenüberwa-

35 chungseinrichtung mit einem innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches intermittierend auftre-

tende Flammensignale liefernden Flammenfühler,

der über eine für diesen Frequenzbereich selektive

Filterschaltung und eine Gleichrichterschaltung mit

40 einem F'ammenrelais, dem ein Glättungskondensator

Die Erfindung betrifft eine Flammenüberwa- parallel geschaltet ist, verbunden ist, erfindungsgemäß chungseinrichtung mit einem innerhalb eines be- dadurch gelöst, daß der Filterschaltung ein elektronistimmten Frequenzbereiches intermittierend auftre- scher Schalter nachgeschaltet ist, zwischen den und tende Flammensignale liefernden Flammenfühler, die Gleichrichterschaltung zusätzlich die Reihender über eine für diesen Frequenzbereich selektive 45 schaltung einer Spule mit einem Kondensator einge-Filterschaltung und eine Gleichrichterschaltung mit fügt ist, welche derart bemessen ist, daß die Spule für einem Flammenrelais, dem ein Glättungskondensator Signale oberhalb und der Kondensator für Signale parallel geschaltet ist, verbunden ist. unterhalb des Frequenzbereiches der Flammensi-

Die Betriebsweise derartiger Flammenüberwa- gnale als Sperre wirkt, daß die Gleichrichterschaltung

chungseinrichtungen muß absolut zuverlässig sein, 50 eine in Reihe mit dem Flammenrelais liegende Diode

wenn sie für die Überwachung von Verbrennungs- und eine parallel zu dieser Reihenschaltung liegende

kammern verwendet werden sollen. Vor allem müs- weitere, aber entgegengesetzt gepolte Diode umfaßt,

sen sie in klar erkennbarer Weise das Vorhandensein und daß die Spule als kurzschlußsichere Spule mit

nder die Abwesenheit einer Flamme anzeigen kön- einem bei Kurzschluß des Kondensators den Strom

nen, wobei es vor allem auf eine sofortige Anzeige 55 durch die weitere Diode begrenzenden Wicklungs-

des Fehlens einer Flamme ankommt, damit das widerstand ausgebildet ist.

Brennstoffventil schnell geschlossen werden kann, Außer der Lösung der vorstehend erwähnten Aufum zu verhindern, daß sich zuviel unverbrannter gäbe bietet die erfindungsgemäße Schaltung infolge Brennstoff in der Verbrennungskammer ansammelt. der Bemessung des dem Flammenrelais parallelgc-Die fehlerhafte Funktion einer einzigen Komponente 60 schalteten Kondensators als Abfallverzögerungskoncines solchen Anzeigegerätes kann aber bereits dazu densator eine weitere Sicherheit gegen Störungen in führen, daß fälschlicherweise das Vorliegen einer Form eines kurzzeitigen Ausfalls der Flammensi-Flamme vorgetäuscht und damit ein nicht mehr si- gnale trotz weiteren Bestehens der Flamme. Die Parcherer Betriebszustand herbeigeführt wird, falls die aufschaltung eines Kondensators zum Flammenre-Flamme tatsächlich ausgefallen ist und das Anzeige- 65 lais ist allerdings grundsätzlich bei Schaltungen, gerät weiterhin so reagiert, als ob doch eine Flamme welche den Flackereffekt ausnutzen, aus der deutvorhanden wäre, sehen Auslegeschrift 1009 751 und der österreichi-

Aus der deutschen Auslegeschrift 1009 751 ist sehen Patentschrift 225 332 bekannt, die erfindungs-